Космический колл-центр расширяется: NASA добавило новую антенну в сеть дальней связи

Сеть дальней космической связи NASA только что получила усиление.

Deep Space Network (DSN), наиболее известная связью с далекими космическими аппаратами, такими как Voyager 1, Voyager 2 и New Horizons, добавила радиочастотную антенну диаметром 114 футов (34 метра) в Калифорнии, увеличив пропускную способность все более загруженной сети.

Более 40 космических аппаратов, исследующих Солнечную систему и межзвездное пространство, используют DSN, которая с трудом поспевает за растущим спросом. Связь с беспилотной миссией Artemis 1 в 2022 году и пилотируемой Artemis 2 в 2026 году получила приоритет во время их полетов вокруг Луны, существенно сократив возможности сети по поддержке других миссий.

По крайней мере с 2021 года руководители предупреждали, что, несмотря на продолжающиеся усилия по добавлению новых антенн в DSN, агентство не может одновременно связываться со всеми дальними космическими аппаратами.

«Мы пытаемся добавить мощность и новые антенны, но не можем угнаться за текущим спросом, поэтому миссиям следует ожидать меньшей доступности», — сказал Брэд Арнольд, руководитель DSN в Лаборатории реактивного движения NASA (JPL), во время презентации, на которой присутствовал Space News. Арнольд также предупредил, что лунная программа Artemis станет «гориллой в комнате», поскольку астронавтам по умолчанию придется отдавать приоритет перед роботизированными аппаратами: «В конечном счете это повлияет на нашу способность обслуживать остальные миссии».

Это объясняется тем, что DSN создана для обслуживания как пилотируемых, так и роботизированных дальних космических аппаратов. Хотя JPL (тогда по контракту с армией США) уже в 1958 году имела три станции радиослежения за космическими аппаратами в Нигерии, Сингапуре и Калифорнии, готовые к ранней космической программе, DSN с более мощными антеннами была создана в декабре 1963 года как «фактическая сеть для миссий в дальний космос», говорится в материалах JPL, подготовленных к 50-летнему юбилею в 2013 году.

DSN помогла передать сообщения с исторической прогулки по Луне астронавта NASA Нила Армстронга 20 июля 1969 года и с тех пор поддерживала бесчисленное множество вех. Среди них — изображения от марсоходов начиная с 1990-х годов и данные, показавшие, что Voyager 1 и Voyager 2 пересекли границу межзвездного пространства в 2010-х.

Сегодня Artemis — не единственная дополнительная нагрузка на DSN; другие космические агентства также используют сеть для своих аппаратов в гораздо большей степени, чем 50 лет назад, по мере взросления космических исследований. NASA также планирует постоянную лунную базу вблизи южного полюса Луны уже в 2030-х годах, хотя агентство обещает, что на третьем этапе база будет включать «скоординированную лунную сеть, поддерживающую связь между объектами Лунной базы».

DSN управляет тремя комплексами — в Голдстоуне в Калифорнии, недалеко от Мадрида в Испании и Канберре в Австралии, — каждый из которых включает большую антенну диаметром 230 футов (70 метров) и несколько меньших тарелок. Новая антенна примерно вдвое меньше и расположена в Голдстоуне. Она вошла в строй 3 августа, начав отслеживание рентгеновской обсерватории NASA Chandra.

DSS-23 — пятая из шести новых 34-метровых антенн, запланированных в рамках проекта Aperture Enhancement Project сети DSN, начатого в 2009 году. Ожидается, что проект будет завершен, когда шестая антенна, DSS-33, войдет в строй в комплексе Канберра в 2029 году.

Расширение также заняло больше времени и обошлось дороже, чем планировалось изначально. В отчете Управления генерального инспектора NASA за 2015 год проект оценивался в $362,4 миллиона, но к началу 2023 финансового года ожидаемые расходы выросли на 68% — до $706 миллионов, а проект отставал от графика почти на пять лет. Теперь NASA ожидает, что последняя антенна расширения войдет в строй в 2029 году.

Сеть, на которой держится дальний космос

Deep Space Network — невидимая инфраструктура, без которой все дальние миссии NASA были бы глухи и немы. Три комплекса на разных континентах обеспечивают круглосуточное покрытие: пока Земля вращается, всегда есть хотя бы одна станция, способная поймать сигнал из глубин Солнечной системы.

Но успех космических исследований создал проблему. Чем больше аппаратов уходит в космос, тем больше они конкурируют за ограниченное эфирное время. Марсоходы, зонды, телескопы и будущие лунные базы — все они нуждаются в связи, а каналы не резиновые.

Предупреждение Арнольда о «горилле в комнате» — Artemis — отражает фундаментальный конфликт. Пилотируемые миссии не могут ждать: если астронавтам нужна связь, она должна быть немедленной. Роботизированные зонды могут подождать, но каждая потерянная минута связи — это упущенные научные данные.

Рост стоимости проекта расширения — еще одно напоминание о том, что космическая инфраструктура дорожает. Но альтернативы нет: без новых антенн сеть просто захлебнется.

Когда в 2029 году заработает последняя новая антенна, DSN получит долгожданную передышку. Но если темпы запусков сохранятся, и этой передышки хватит ненадолго. Дальний космос ждет — и он требует связи.

Источники: NASA/JPL-Caltech, презентация Брэда Арнольда для Space News, отчет Управления генерального инспектора NASA, материалы 50-летия DSN.