美国宇航局在加州沙漠中利用巨型新碟扩展深空网络

随着阿耳忒弥斯号和其他任务推动需求的增加,新天线将提高美国宇航局日益紧张的深空通信网络的容量。

来源:Space.com: NASA,太空探索和天文新闻

NASA 的远程航天器呼叫网络刚刚得到了提升。

深空网络 (DSN) 以与航行者 1 号、航行者 2 号和新视野号等遥远航天器通信而闻名,该网络在加利福尼亚州增加了一根 114 英尺(34 米)长的射频天线,提高了日益拥挤的网络的容量。

超过 40 个探索太阳系和星际空间的航天器使用 DSN,但 DSN 一直难以跟上不断增长的需求。 2022 年无人的阿耳忒弥斯 1 号任务和 2026 年的载人阿耳忒弥斯 2 号任务在绕月飞行时优先进行通信,这大大降低了网络支持其他任务的能力。

至少早在 2021 年,管理人员就警告称,尽管不断努力为 DSN 添加新天线,但该机构无法立即完成所有深空任务。

美国宇航局喷气推进实验室 (JPL) 的 DSN 经理布拉德·阿诺德 (Brad Arnold) 在《太空新闻》出席的一次演讲中表示:“我们正在努力增加容量和更多天线,但我们无法满足目前的需求,因此任务的可用性预计会降低。”阿诺德还警告说,阿耳忒弥斯登月计划将是“房间里的大猩猩”,因为默认情况下宇航员必须优先于机器人航天器:“这最终将影响我们服务其余任务的能力。”

这是因为 DSN 旨在为人类和机器人深空航天器提供服务。 2013 年喷气推进实验室 50 周年庆典材料指出,虽然喷气推进实验室(当时与美国陆军签订了合同)在尼日利亚、新加坡和加利福尼亚州拥有三个航天器无线电跟踪站,为 1958 年的早期太空计划做好了准备,但拥有更强大天线的 DSN 于 1963 年 12 月建立,作为“事实上的深空任务网络”。

DSN 帮助中继了 1969 年 7 月 20 日 NASA 宇航员尼尔·阿姆斯特朗 (Neil Armstrong) 在阿波罗 11 号历史性月球漫步中的通信,此后为无数里程碑事件提供了支持。其中包括 20 世纪 90 年代开始的火星探测器图像以及显示旅行者 1 号和旅行者 2 号在 2010 年代穿越星际空间的数据。

如今,Artemis 并不是 DSN 上唯一的额外需求;随着太空探索的成熟,其他航天机构也将网络用于自己的航天器,其程度比 50 年前要高得多。 NASA 还计划最快到 2030 年代在月球南极附近建立一个永久性月球基地,尽管该机构确实承诺该基地将在第三阶段包括“支持月球基地资产之间通信的协调月球网络”。

DSN 运营着三个综合设施,分别位于加利福尼亚州的戈德斯通、西班牙马德里附近和澳大利亚的堪培拉,每个综合设施都包括一个 230 英尺 (70m) 的大型天线以及几个较小的天线。新天线的尺寸约为该天线的一半,并位于戈德斯通。它于 8 月 3 日上线,跟踪 NASA 的钱德拉 X 射线天文台。

DSS-23 是 DSN 孔径增强项目计划中的第五个新的 34 米天线,该项目于 2009 年开始。该项目预计将于 2029 年第六个天线 DSS-33 在堪培拉综合体上线时完成。

扩建的时间和成本也比原计划要高。 NASA 监察长办公室 2015 年的一份报告估计该项目耗资 3.624 亿美元,但到 2023 财年开始时,预期成本已上升 68% 至 7.06 亿美元,该项目比计划晚了近五年。 NASA 目前预计最终的增强型天线将于 2029 年上线。