Отсутствие финансирования - растущая угроза для астронавтов, телескоп Джеймса Уэбба
Опубликовано: 05.09.2023
Сеть дальнего космоса, инфраструктура, имеющая решающее значение для десятков космических миссий, испытывает нехватку денег для эксплуатации и обслуживания сети антенн из-за растущего числа запросов.
Представители космического агентства США НАСА обеспокоеныDeep Space Network (DSN)— набором антенн в штатах США Калифорния, Испания и Австралия, которые используются для поддержания связи с миссиями. разбросаны по Солнечной системе.
Все, от миссий НАСА «Артемида» на Луну, до космического телескопа Джеймса Уэбба и зондов «Вояджер» в межзвездном пространстве, полагаются на DSN для получения команд и передачи данных на Землю.
В настоящее время антенны DSN используются в общей сложности около 40 космических миссий. Еще столько же должно быть добавлено в ближайшее десятилетие, в то время как многие существующие продолжат свою деятельность.
Следовательно, нагрузка увеличится почти вдвое. Поскольку в миссиях «Артемида» будут участвовать астронавты, у них будут уникальные требования.
Каждая из трех станций сети DSN имеет антенну диаметром 70 метров, которая является самой большой антенной такого типа в мире. В каждой локации также имеется как минимум три антенны диаметром 34 метра.
Самая старая из больших антенн в Калифорнии начала работу в 1966 году. году, так что в 1988 году будет расширено до диаметра 70 метров.
Уэбб тоже в ожидании
Вот иллюстрация проблемы на примере миссии Артемида I.
Космический корабль НАСА «Орион» провел около 25 дней в пути от Земли до далекой орбиты вокруг Луны, после чего приземлился в Тихом океане. Антенны сети DSN в общей сложности потратили 903 часа на отслеживание и связь с этим космическим кораблем.
Но это еще не все. В рамках той же миссии ракетой Space Laun System10 был отправлен в глубокий космос спутник CubeSat.
Размер этих спутников варьировался от коробки из-под обуви до портфеля, с небольшими антеннами и маломощными передатчиками. Чтобы иметь надежную связь, необходимо было установить на Земле большие антенны.
Восемь из этих спутников отслеживались DSN в течение 871 часа, почти столько же, сколько и «Артемида».
Из-за ограниченных ресурсов и количества антенн DSN пришлось приостановить другие научные миссии НАСА, чтобы сосредоточиться на Орионе и CubeSat.
Среди прочего, Джеймс Уэбб, Марсианский разведывательный орбитальный аппарат, миссия Марс Одиссея и Европейский Марс-Экспресс были отложены, а плановое техническое обслуживание было отложено на более чем 500 часов.
Маленькие спутники, такие как CubeSats, часто встречаются на низкой околоземной орбите. Они предоставляют коммерческие услуги удаленного считывания и передачи данных, одновременно предоставляя исследователям возможность проводить эксперименты с гораздо меньшими затратами, чем если бы они находились на более крупном космическом корабле.
НАСА хочет больше использовать CubeSat в исследовании дальнего космоса для полетов на Луну, Марс и астероиды. Но цену за это в настоящее время платит DSN, то есть другие миссии, с возросшей рабочей нагрузкой.
У большинства полезных нагрузок миссии «Артемида» возникли проблемы после развертывания, а с некоторыми был потерян контакт.
Антеннам DSN потребовалось время, чтобы попытаться обнаружить и установить связь со спутниками CubeSat.
Спрос не упадет
НАСА еще не приняло окончательного решения о том, будет ли миссия Артемида II использовать CubeSat. Его планируется запустить в конце 2024 или 2025 года, когда четыре астронавта облетят обратную сторону Луны внутри капсулы Орион.
Агентство планирует адаптировать CubeSat для последующих миссий Артемиды.
Позже в этом десятилетии НАСА попросит DSN оказать поддержку не только пилотируемому космическому кораблю «Орион», но и мини-космической станции «Ворота», которую оно планирует построить на лунной орбите.
Коммерческие лунные посадочные модули от SpaceX и Blue Origin, а также коммерческие роботизированные посадочные модули также будут использовать DSN для подключения к Земле.
DSN также поддерживал связь с индийским спускаемым аппаратом Chandrayaan3, когда он спускался на поверхность Луны.
Самые большие антенны DSN также часто используются для связи с космическими кораблями в чрезвычайных ситуациях.
Что делается?
Проблемы использования DSN обсуждаются уже не первый раз, но проблема становится все острее.
В прошлом месяце генеральный инспектор НАСА сообщил, что спрос на DSN иногда превышает предложение на целых 40 процентов, что ставит под угрозу выполнение текущих миссий и потенциально ставит под угрозу будущие.
Проект по модернизации трех объектов DSN с использованием дополнительных 34-метровых антенн и передатчиков большей мощности отстает от графика на пять лет, а стоимость модернизации выросла до706 миллионов долларов США.
Бюджет DSN был сокращен с годового уровня примерно250 миллионов долларовв 2010 году до примерно200 миллионов долларовсегодня.
Первоначально НАСА планировало заменить 70-метровые антенны набором новых 34-метровых антенн на каждой станции DSN, но решило сохранить устаревшие 70-метровые антенны.
Около$45 миллионовдополнительного финансирования ежегодно может позволить команде DSN укрепить свою сетевую инфраструктуру и нанять больше сотрудников для обеспечения круглосуточной поддержки на всех трех станциях.
Некоторые старые антенны также могут снова начать работать.
Если не будут найдены средства на расширение и обслуживание, предупреждает DSN, жизни астронавтов и космические миссии стоимостью в сотни миллионов долларов могут оказаться под вопросом.
Лазеры не решат проблему вовремя
НАСА находится на ранних стадиях планирования новой сети станций связи по всему миру, предназначенной для лунных миссий, для которых часто не требуются самые большие антенны DSN.
Эти новые антенны не будут работать до 2027 года и не решат всей проблемы, стоящей перед DSN, которая продолжит поддерживать Artemis.
Более долгосрочным решением может быть лазерная связь, поскольку она вообще не будет использовать DSN.
В октябре НАСА запустит пакет лазерной связи с миссией на астероид Психея, чтобы продемонстрировать оптическую передачу данных на большие расстояния из пояса астероидов.
Космическое агентство также планирует покупать услуги передачи данных у коммерческих спутников, которые компании планируют разместить вокруг Луны.
Эти спутники-ретрансляторы будут особенно полезны для миссий на Южный полюс и обратную сторону Луны, где прямые каналы передачи данных с Землей частично или полностью заблокированы.
НАСА полагается на коммерческие наземные станции в более чем половине проектов поддержки наземных станций для своих низкоорбитальных спутников.
В прошлом году компания выбрала компании SpaceX, Amazon, Viasat, Telecast, SES и Inmarsat для разработки коммерческих вариантов замены правительственной сети спутников слежения и передачи данных, которая используется для практически непрерывной связи с Международной космической станцией и другими ближайшими к ней объектами. Спутники Земли.
Но коммерческой альтернативы самым большим антеннам DSN пока нет, пишет он. Арс Техника.