Сеть дальнего космоса в беде

Примечание редактора: Дон Линкольн — старший научный сотрудник Национальная ускорительная лаборатория Ферми. Он писатель некоторые научные книгивключает аудиокниги»Теория всего: попытка объяснить всю реальность». Он также продюсировал сериал научно-образовательные видеоролики. Следуй за ним Фейсбук. Мнения, выраженные в этом комментарии, являются его собственными. Видеть больше мнений на >.

Согласно известному телешоу «Звездный путь», космос — это последний рубеж. Хотя проблемы космических путешествий человека огромны, если людям удастся колонизировать сначала Солнечную систему, а затем звезды, наше будущее будет ярким — полным неограниченных ресурсов.

Мы начали процесс исследования Солнечной системы, запустив беспилотные зонды, чтобы возглавить этот процесс. Изображения, которые они излучают с далеких планет, дают нам представление о чудесах, с которыми мы столкнемся. Однако есть проблема. Сеть, которая соединяет нас с технологическим глазом, в беде.

Сеть дальнего космоса, или DSN, представляет собой совокупность трех взаимосвязанных радиотелескопов, разбросанных по всему миру. Эти установки, расположенные в Калифорнии, Испании и Австралии, управляются и эксплуатируются Лабораторией реактивного движения по заказу НАСА. При расстоянии по долготе около 120 градусов их расположение было выбрано таким образом, чтобы космический корабль на расстоянии более 30 000 километров (около 18 640 миль) от Земли мог установить радиосвязь хотя бы с одним из них.

DSN — это основной способ НАСА связаться с космическими кораблями, находящимися далеко от Земли, включая такие чудеса техники, как космический телескоп Джеймса Уэбба, марсоход «Марс 2020 Персеверанс» и даже обширный зонд «Вояджер-1» — искусственный объект, который в настоящее время находится дальше всего от Земли. Это правда, без DSN роботизированное исследование космоса НАСА было бы невозможно.

Проблемы с DSN двояки. Несмотря на блестящие результаты с момента начала работы в 1960-х годах и регулярные улучшения, ее налоговое бремя слишком велико, и она остро нуждается в улучшении инфраструктуры.

В настоящее время существует 40 миссий, работа которых зависит от антенн DSN, и есть надежда, что в будущем будут запущены еще 40 миссий. Учитывая, что некоторые существующие миссии все еще функционируют, спрос на сеть будет продолжать расти.

Серьезность этой ситуации стала ясной во время недавней миссии НАСА «Артемида I» на Луну. Хотя эта миссия является беспилотной, программа «Артемида» в конечном итоге доставит астронавтов в космос на космическом корабле под названием «Орион», а людей планируется высадить на Луну уже в 2025 году. DSN станет методом, с помощью которого диспетчеры миссии на Земле будут общаться с астронавтами и следить за траекторией самолета.

Во время миссии «Артемида I» DSN использовался для отслеживания беспилотной капсулы «Орион». Капсулу сопровождают 10 небольших вторичных «кубсатов», представляющих собой крошечные спутники размером от тостера до размера портфеля. По сути, это дешевые устройства, способные выполнять определенные задачи.

Однако каждому CubeSat требуется собственный канал DSN, чтобы наземный технический персонал мог контролировать его работу, что создает тяжелую нагрузку на возможности сети связи. Это правда, что во время 25-дневной миссии «Артемида I» другие важные научные миссии были проигнорированы.

Чтобы дать вам представление о влиянии, космический корабль Орион получил 903 часа времени DSN, а CubeSat использовал дополнительно 871 час времени DSN.

Во время полета «Артемиды» использование DSN означало, что миссии критической науки не могли использовать сеть в течение 1585 часов, в том числе 185 часов из-за того, что космический телескоп Джеймса Уэбба не смог связаться с Землей. Кроме того, пока космический корабль «Орион» находился в полете, НАСА отложило критическое обслуживание DSN на 509 часов.

Но это не значит, что миссия Артемиды не важна. С другой стороны, если человечество хочет вернуться к освоению космоса, необходимо поддерживать радиосвязь с этими отважными исследователями. А потребность в дополнительных возможностях взаимодействия с беспилотными космическими кораблями возрастает как из-за дополнительных миссий, так и из-за того простого факта, что современные камеры создают более четкие изображения и требуют более быстрого подключения для передачи изображений.

По сути, это ничем не отличается от потокового телевидения высокой четкости, поскольку для него требуется большая полоса пропускания, чем для старого стандартного разрешения. Как говорится в недавнем отчете генерального инспектора, нынешняя ситуация является неустойчивой и будет только ухудшаться.

Так что делать? Самое главное, мы должны прислушиваться к профессионалам в области коммуникаций, работающим с DSN, и предоставлять им поддержку, необходимую для улучшения их возможностей. Это может включать создание дополнительных антенн в трех точках DSN, электронную модернизацию существующих антенн и различные дополнительные модернизации.

Эксплуатационные затраты на модернизацию DSN относительно скромны. Стоимость обновления и модернизации средств DSN составляет несколько сотен миллионов долларов. Эта сумма бледнеет по сравнению со стоимостью в 10 миллиардов долларов на космический телескоп Джеймса Уэбба и миссию Артемида, которая, вероятно, будет стоить более 40 миллиардов долларов в течение пяти лет.

Обе миссии, да и все космические программы, зависят от надежной связи, иначе они потерпят неудачу. Крайне важно, чтобы мы финансировали коммуникационные сети, которые позволяют этим усилиям добиться успеха.

Если мы хотим исследовать вселенную вокруг нас, мы должны иметь возможность общаться с смельчаками, исследующими последний рубеж, — как с людьми, так и с роботами. Сеть дальнего космоса является связующим звеном НАСА с планетами, и ей потребуется дополнительная поддержка, если мы хотим пойти туда, куда еще никто не бывал.

Для получения дополнительных новостей и бюллетеней > создайте учетную запись на >.com.