از آپولو تا آرتمیس: جشن 60 سالگی شبکه فضایی عمیق ناسا

از آپولو تا آرتمیس: جشن 60 سالگی شبکه فضایی عمیق ناسا -DSN این آژانس خدمات ارتباطی و ناوبری حیاتی را به ده ها ماموریت فضایی ارائه می دهد و برای پشتیبانی از ده ها ماموریت دیگر در حال مدرنیزه شدن است.

شبکه فضایی عمیق ناسا شصتمین سال خود را در 24 دسامبر جشن گرفت.

در عملیات های مداوم از سال 1963، DSN چیزی است که ناسا را ​​قادر می سازد تا با فضاپیما در ماه یا فراتر از آن ارتباط برقرار کند.

 تصاویر کهکشانی خیره کننده ای که توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب گرفته شده است ، داده های علمی پیشرفته ای که توسط مریخ نورد Perseverance از مریخ ارسال می شود ، و تصاویر تاریخی ارسال شده از سمت دور ماه توسط Artemis I – همگی از طریق زمین به زمین رسیده اند. آنتن های بشقاب رادیویی غول پیکر شبکه.

در طول سال 2024، این و سایر مشارکت‌های تاریخی 60 سال گذشته توسط برنامه ارتباطات و ناوبری فضایی ناسا ( SCaN ) جشن گرفته می‌شود که تسهیلات و خدمات زمینی را که DSN ارائه می‌کند مدیریت و هدایت می‌کند.

بیش از 40 ماموریت به این شبکه بستگی دارد که انتظار می رود در سال های آینده دو برابر این تعداد را پشتیبانی کند.

 به همین دلیل است که ناسا با گسترش و مدرن سازی این زیرساخت حیاتی جهانی با ظروف جدید، فناوری های جدید و رویکردهای جدید به آینده نگاه می کند.

آنتن های رادیویی مجتمع ارتباطات فضایی عمیق کانبرا ناسا در نزدیکی پایتخت استرالیا قرار دارند.

فیلیپ بالدوین، سرپرست بخش خدمات شبکه برای SCaN در مقر ناسا در واشنگتن گفت: «DSN قلب ناسا است – وظیفه حیاتی آن حفظ جریان داده ها بین زمین و فضا است.

 اما برای حمایت از مجموعه رو به رشد ماموریت‌های رباتیک، و اکنون ماموریت‌های انسانی آرتمیس به ماه، باید مرحله بعدی مدرن‌سازی DSN را پیش ببریم.

پاسخگویی به تقاضاهای اضافه شده

DSN که توسط آزمایشگاه رانش جت ناسا در جنوب کالیفرنیا برای SCaN مدیریت می شود، به مأموریت ها اجازه می دهد تا داده های علمی را از فضاپیماهای دور ردیابی کنند، دستورات ارسال کنند و دریافت کنند.

 برای اطمینان از اینکه آن فضاپیماها همیشه می توانند با زمین ارتباط برقرار کنند، 14 آنتن DSN بین سه مجتمع که به طور مساوی در سراسر جهان فاصله دارند تقسیم می شوند – در گلدستون، کالیفرنیا. کانبرا، استرالیا؛ و مادرید اسپانیا

شبکه Deep Space بسیار بیشتر از یک سرویس پیام رسانی فضای عمیق است. درباره نحوه انجام آزمایشات علم رادیو و گرانش توسط DSN در سراسر منظومه شمسی بیشتر بدانید.

برای اطمینان از اینکه شبکه می‌تواند پوشش بین بسیاری از ماموریت‌ها را به حداکثر برساند، برنامه‌ریزان با اعضای تیم DSN کار می‌کنند تا پشتیبانی شبکه را برای عملیات‌های حیاتی ایمن کنند.

 برای بهره وری بیشتر، ناسا نحوه عملکرد شبکه را نیز تغییر داده است: با پروتکلی به نام “دنبال خورشید”، هر مجموعه به نوبت کل شبکه را در طول شیفت روزانه خود اجرا می کند و سپس کنترل را به مجموعه بعدی در پایان می دهد. یک روز در آن منطقه – اساساً یک مسابقه رله جهانی که هر 24 ساعت یکبار برگزار می شود.

 صرفه جویی در هزینه، به نوبه خود، به تأمین بودجه بهبود DSN کمک می کند.

در همان زمان، ناسا مشغول انجام بهبودهایی برای افزایش ظرفیت بوده است، از ارتقاء و افزودن ظروف تا توسعه فناوری‌های جدید که به پشتیبانی از فضاپیماهای بیشتر و افزایش چشمگیر میزان داده‌های قابل تحویل کمک می‌کند.

یکی از این فناوری‌ها، ارتباطات لیزری یا نوری است که می‌تواند داده‌های بیشتری را برای ارسال بسته‌بندی کند.

 امی اسمیت، معاون مدیر پروژه DSN در JPL گفت: «ارتباطات لیزری می تواند نحوه ارتباط ناسا با مأموریت های فضایی دور را تغییر دهد.

پس از آزمایش موفقیت آمیز این تکنیک در مدار زمین و خروج از ماه، ناسا در حال حاضر از نمایش فناوری DSOC (ارتباطات نوری فضای عمیق) برای آزمایش ارتباطات لیزری از فواصل دورتر استفاده می کند.

 DSOC که سوار بر مأموریت Psyche این آژانس است، قبلاً ویدئویی را از طریق لیزر از فاصله 19 میلیون مایلی (31 میلیون کیلومتری) به زمین ارسال کرده است و هدف آن اثبات این است که داده‌های پهنای باند بالا را می‌توان از دوردست‌هایی مانند مریخ ارسال کرد .

اسمیت گفت: «ناسا ثابت می‌کند که ارتباطات لیزری قابل دوام است، بنابراین اکنون ما به دنبال راه‌هایی برای ساخت پایانه‌های نوری در داخل آنتن‌های رادیویی موجود هستیم».

 این آنتن‌های هیبریدی همچنان می‌توانند فرکانس‌های رادیویی را ارسال و دریافت کنند، اما از فرکانس‌های نوری نیز پشتیبانی خواهند کرد.»

میراث فناوری

فناوری جدید چیزی است که ناسا و DSN از همان ابتدا آن را پذیرفته اند.

 ریشه های این شبکه به سال 1958 گسترش می یابد، زمانی که ارتش ایالات متحده با JPL قراردادی برای استقرار ایستگاه های ردیابی رادیویی قابل حمل برای دریافت تله متری اولین ماهواره موفق ایالات متحده، Explorer 1 ، که JPL ساخته بود، منعقد کرد.

 چند روز پس از پرتاب اکسپلورر 1، اما قبل از ایجاد ناسا در اواخر همان سال، JPL موظف شد تا بفهمد که چه چیزی برای ایجاد یک شبکه مخابراتی بی‌سابقه برای پشتیبانی از ماموریت‌های فضای عمیق آینده، که از ماموریت‌های اولیه پایونیر آغاز می‌شود، مورد نیاز است.

پس از تشکیل ناسا در سال 1958، ایستگاه‌های زمینی JPL به نام Deep Space Instrumentation Facilities نامگذاری شدند و تا سال 1963 عمدتاً مستقل از یکدیگر عمل کردند.

در آن زمان بود که DSN به طور رسمی تأسیس شد و ایستگاه‌های زمینی به مرکز کنترل شبکه جدید JPL متصل شدند. تکمیل.

 این ساختمان که مرکز عملیات پرواز فضایی نامیده می‌شود ، همچنان «مرکز کیهان» است که داده‌های سه مجموعه جهانی DSN از طریق آن جریان می‌یابد.

بردفورد آرنولد، معاون مدیر شبکه بین سیاره‌ای در JPL گفت: «ما شش دهه پیش‌برنده نوآوری‌های فناوری داریم و از صدها مأموریت پشتیبانی می‌کنیم که اکتشافات بی‌شماری درباره سیاره ما و کیهانی که در آن ساکن است انجام داده‌اند.

 نیروی کار شگفت‌انگیز ما که امروز به پیشبرد این نوآوری ادامه می‌دهد، پایه‌ای استوار را تشکیل می‌دهد که می‌توانیم ۶۰ سال آینده اکتشاف فضا و پیشرفت علمی را بر اساس آن بنا کنیم.»

از آپولو تا آرتمیس: جشن 60 سالگی شبکه فضایی عمیق ناسا

مهندس حمید تدینی: نویسنده و وبلاگ نویس مشهور، متخصص در زبان برنامه نویسی و هوش مصنوعی و ساکن آلمان است. مقالات روشنگر او به پیچیدگی های این زمینه ها می پردازد و به خوانندگان درک عمیقی از مفاهیم پیچیده فناوری ارائه می دهد. کار او به دلیل وضوح و دقت مشهور است.