Deep Space Network ledwo radzi sobie z obsługą misji Artemis 1 i Webba jednocześnie

Misja Artemis 1 zbliża się do, miejmy nadzieję, udanego zakończenia. Pojazd Orion wykonał ostatni manewr wokół Księżyca, który wprowadził go na drogę powrotną na Ziemię. Podobnie jak kilkadziesiąt lat temu astronautów misji Apollo. Oczywiście detale orbit są tutaj inne, bo misja Artemis 1 wiązała się z wejściem Oriona na odległą orbitę wokółksiężycową. Tego nie robili astronauci misji Apollo, nawet pechowcy z misji o numerze 13.

Na pokładzie Oriona w trakcie lotu. Na pomarańczowo Snoopy

W ubiegłym tygodniu kapsuła Orion osiągnęła odległość 450 tysięcy kilometrów od Ziemi, co jest oficjalnym rekordem dla pojazdu zdolnego transportować ludzi. Tym razem bez ludzi, z manekinami i Snoopym na pokładzie.

Kapsuła Orion ma wylądować na Ziemi, a raczej w oceanie, w niedzielę 11 grudnia około godziny 18:40. W podobny sposób jak robiliśmy to 50 lat temu wracając z Księżyca.

W trakcie ostatniego manewru, podobnie jak przy wejściu na orbitę wokółksiężycową, gdy Orion stracił Ziemię w pola widzenia, łączność została przerwana na 30 minut. Jednak to było do przewidzenia. Każdy przelot za Księżycem oznacza przerwę w komunikacji.

Zaskoczeniem jest za to inny problem, który można krótko opisać takimi słowami - NASA ma niewydolną infrastrukturę komunikacji międzyplanetarnej.

Deep Space Network, czyli nasz kosmiczny internet

Sieć Deep Space Network (DSN), to globalny system 14 radioteleskopów, które pełnią rolę anten nadawczo odbiorczych dla celów komunikacji z pojazdami przemierzającymi Układ Słoneczny. To anteny DSN odbierają słabiutkie już transmisje z Voyagerów, te same anteny łącza się z sonda Juno na orbicie Jowisza, te same odbierają dane przekazywane z łazików Perseverance i Curiosity na powierzchni Marsa.

Anteny Deep Space Network działają cały czas. Nawet za dnia komunikując się z różnymi pojazdami w kosmosie. Ich rozmieszczenie na różnych kontynentach zapewnia możliwość śledzenia pojazdu bez względu na to jaka pozycję ma on w stosunku do Ziemi

DNS jest wykorzystywana także do kontrolowania najwspanialszego osiągnięcia astronomii orbitalnej, czyli teleskopu Webb. Poprzez sieć DSN są wysyłane komendy do teleskopu, pobierane paczki danych obserwacyjnych. Jakby tego było mało, DSN otrzymała w trakcie misji Artemis 1 zadanie komunikowania się z kapsułą Orion. Tutaj pewną pomocą jest europejska analogiczna sieć radioteleskopów, co w przyszłości na pewno będzie przydatne, ale przed problemem nie da się uciec.

Orion i Webb konkurują o zasoby sieci Deep Space Network

Pojemność sieci DSN okazuje się zbyt mała, by równocześnie, bez pełnej optymalizacji, nadzorować zarówno misję Artemis 1 jak obserwacje przez teleskop Webb, nie mówiąc już o innych misjach w Układzie Słonecznym. Webb generuje wyjątkowo dużo danych, które nie mogą w nieskończoność czekać na pobranie w pamięci teleskopu. Z kolei teleskop Hubble ma swój własny system komunikacji uwzględniający dodatkowego satelitę na orbicie Ziemi, więc realizacja misji Artemis 1 nie wpływa na realizację obserwacji teleskopem Hubble.

Problemem DSN jest nie tylko przepustowość sieci, ale też konieczność utrzymywania łączności przez cały czas. Zmusza to do wykorzystania wszelkich zasobów jakimi dysponuje DSN w przypadku misji Artemis 1, a w przypadku innych misji poważnej optymalizacji ich wykorzystania.

Pisząc pojemność mam na myśli nie tylko przepustowość aktualną sieci, ale tez zdolność do jednoczesnego obsługiwania kilku pojazdów w różnych regionach Układu Słonecznego. By nawiązać łączność anteny musza być wycelowane w taki obiekt. Nie da się jednocześnie tej samej anteny użyć do komunikacji z Orionem jak i Webbem, bo znajdują się one w innych kierunkach. A skoro trzeba się przełączać, to czas na transfer z maksymalną prędkością ulega skróceniu a zatem i liczba przesłanych danych.

Na razie wystarczył kompromis, ale bez modernizacji DSN się nie obędzie

Sieć DSN nie jest oczywiście pozostawiona sama sobie, wciąż planowane są i budowane kolejne anteny, modernizowane stare, ale jak widać wciąż zdarzają się sytuacje, gdy zasoby nie są wystarczające. A jeśli chcemy bawić się w poważną eksplorację Układu Słonecznego, i to z udziałem załogowych pojazdów, nie można zapomnieć o łączności.

Na razie wspomniane problemy nie mają większego wpływu na powodzenie misji Artemis 1. Więcej zmartwienia wywołują drobne problemy z Orionem, który na szczęście wykonuje swoje zadanie, ale jak się okazuje, doświadczył między innymi usterek systemu dystrybucji zasilania na pokładzie.

Rozpiska obserwacji teleskopem Webb została zoptymalizowana i udało się uniknąć tak niepotrzebnego przestoju w obserwacjach

Tymczasem kontrola teleskopu kosmicznego Webb na czas trwania misji Artemis 1 tak zmodyfikowała plan obserwacji, by faworyzować krótsze i generujące mniej danych projekty obserwacyjne. Krytyczne jest tu bowiem pobieranie danych, komendy sterujące teleskopem to niewielki strumień informacji. Niedługo wszystko wróci do normy, bo po powrocie Oriona na Ziemię, poczekamy co najmniej dwa lata, zanim to wszystko się powtórzy, prawdopodobnie już z udziałem astronautów.

Źródło: space.com, inf. własna