NASA深空网络迎来60岁生日并为未来做好准备

12月24日，NASA深空网络迎来了成立60周年。自1963年以来，DSN一直在持续运行，使得NASA能够与月球内外的航天器进行通信。詹姆斯·韦伯太空望远镜捕捉到的令人眼花缭乱的银河图像、毅力号火星车从火星发回的尖端科学数据、阿耳忒弥斯一号从月球背面发回的历史性图像——它们都通过网络的巨型无线电碟形天线。

2024年，NASA的太空通信和导航(SCaN)计划将庆祝这些以及过去60年来的其他历史性贡献，该计划管理和指导DSN提供的地面设施和服务。

超过40个任务依赖于该网络，预计未来几年该网络将支持这一数字的两倍。这就是为什么NASA着眼于未来，通过新菜肴、新技术和新方法来扩展和现代化这一重要的全球基础设施。

“DSN是NASA的核心——它的重要工作是保持地球和太空之间的数据流动，”NASA华盛顿总部SCaN网络服务部门代理总监PhilipBaldwin说。“但是为了支持我们不断增长的机器人任务组合，以及现在的人类阿耳忒弥斯登月任务，我们需要推进DSN现代化的下一阶段。”

满足额外的需求

DSN由位于南加州的NASA喷气推进实验室SCaN管理，允许任务跟踪遥远的航天器、向其发送命令并从其接收科学数据。为了确保这些航天器始终能够与地球连接，DSN的14个天线分布在世界各地等距离分布的三个综合体中：加利福尼亚州戈德斯通;澳大利亚堪培拉;和西班牙马德里。

美国宇航局如何利用重力和无线电波研究行星和卫星

为了确保网络能够最大限度地覆盖如此多的任务，调度人员与DSN团队成员合作，确保关键操作的网络支持。为了提高效率，美国宇航局还改变了网络的运行方式：通过一种名为“跟随太阳”的协议，每个综合体在白班期间轮流运行整个网络，然后在白班结束时将控制权移交给下一个综合体。该地区的一天——本质上是每24小时举行一次的全球接力赛。成本节省反过来又有助于为DSN增强提供资金。

与此同时，美国宇航局一直忙于进行改进以提高容量，从升级和添加碟形天线到开发新技术，这些技术将有助于支持更多的航天器并大幅增加可传输的数据量。

其中一种技术是激光或光学通信，它可以将更多数据打包到传输中。喷气推进实验室DSN副项目经理艾米·史密斯(AmySmith)表示：“激光通信可以改变NASA与遥远太空任务的通信方式。”

在在地球轨道和月球上成功测试该技术后，NASA目前正在使用DSOC(深空光通信)技术演示来测试更远距离的激光通信。搭乘该机构的Psyche任务，DSOC已经通过激光从1900万英里(3100万公里)外向地球发送视频，旨在证明高带宽数据可以从远至火星发送。

“美国宇航局正在证明激光通信是可行的，所以现在我们正在寻找在现有无线电天线内构建光学终端的方法，”史密斯说。“这些混合天线仍然能够传输和接收无线电频率，但也支持光频率。”

技术传承

NASA和DSN从一开始就拥抱新技术。该网络的历史可以追溯到1958年，当时JPL与美国陆军签订合同，部署便携式无线电跟踪站，以接收JPL建造的第一颗成功的美国卫星Explorer1的遥测数据。探索者一号发射几天后，但在当年晚些时候美国宇航局成立之前，喷气推进实验室的任务是弄清楚需要什么来创建一个前所未有的电信网络，以支持未来的深空任务，从早期的先锋任务开始。

1958年NASA成立后，喷气推进实验室的地面站被命名为深空信息设施，直到1963年它们基本上相互独立运行。就在那时，DSN正式成立，地面站与喷气推进实验室的新网络控制中心相连，该中心即将建成。完成。该建筑被称为太空飞行操作设施，仍然是“宇宙中心”，来自DSN三个全球综合体的数据流经其中。

喷气推进实验室行星际网络副主任布拉德福德·阿诺德说：“我们用六年的时间推动技术创新，支持数百项任务，这些任务对我们的星球及其所在的宇宙做出了无数的发现。”“我们出色的员工队伍今天继续推动创新，为我们未来60年的太空探索和科学进步奠定了坚实的基础。”