Vor über 50 Jahren erregte die NASA mit der Mondlandung von Apollo 11 die Fantasie der Welt und inspirierte Generationen. Das damals junge Deep Space Network (DSN) der NASA war entscheidend für die Verfolgung und Kommunikation mit dieser Mission, da es auch für den nächsten Vorstoß der NASA zum Mond von entscheidender Bedeutung sein wird: Artemis. In dem halben Jahrhundert zwischen diesen beiden Mondbemühungen wurde das Netzwerk erweitert, um Dutzende von robotischen Raumfahrzeugen zu unterstützen, die das Sonnensystem erkunden, was eine komplexe Koordination innerhalb der gesamten Weltraumbehörde erfordert.
Das DSN wird vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien unter der Aufsicht des Space Communications and Navigation (SCaN)-Programms der NASA verwaltet und wird nach dem Start einen konstanten Datenfluss mit der unbemannten Orion-Kapsel von Artemis I über die erdnahe Umlaufbahn hinaus unterstützen. Dies umfasst die Hin- und Rückreise der Mission sowie alle Flugbahnmanöver der Mission dazwischen, um sicherzustellen, dass Befehle an das Raumfahrzeug gesendet und Daten zur Erde zurückgesendet werden können.
Das DSN wird mit dem Near Space Network der NASA zusammenarbeiten, das vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, unter Aufsicht des SCaN-Programms verwaltet wird. Gemeinsam tragen die Netzwerke dazu bei, eine Grundlage für zukünftige bemannte Artemis-Starts zur Mondoberfläche zu schaffen.
Um sicherzustellen, dass das DSN mit der Nachfrage Schritt halten kann, wird es einer Reihe von Verbesserungen unterzogen, um die Kapazität zu erhöhen. Ebenfalls von entscheidender Bedeutung für die Bewältigung dieser Nachfrage ist, dass sich das Netzwerk auf ein robustes Planungssystem verlässt, um sicherzustellen, dass die interplanetare Schalttafel die Abdeckung zwischen so vielen Missionen maximieren kann. Planer mit jeder Mission verhandeln miteinander und arbeiten mit DSN-Teammitgliedern zusammen, um sicherzustellen, dass sie Netzwerkunterstützung für kritische Operationen haben.
„Es gibt verschiedene Arten von Daten, die unterschiedliche Verpflichtungen erfordern, je nachdem, in welcher Phase sich die Mission befindet“, sagte Michael Levesque vom JPL, DSN-Projektmanager. „Bestimmte Missionsereignisse wie Starts, Landungen und Planetenmanöver erfordern ständigen Kontakt mit dem DSN, sodass die Planung des Zeitplans des Netzwerks normalerweise 12 bis 15 Wochen im Voraus beginnt.“
Einige Missionen – wie die Double Asteroid Redirection Test (DART)-Mission der NASA, die im September den kleinen Asteroiden Dimorphos traf – erfordern die Übertragung von viel mehr Daten. Die DART-Mission erhielt rund um die Uhr DSN-Abdeckung rund um den Asteroideneinschlag, wobei Befehle an das Raumschiff übermittelt und Daten über den Zustand des Raumfahrzeugs und die Auswirkungen des Einschlags an die Erde zurückgesendet wurden. „Das kann DSN-Ressourcen binden“, sagte Levesque, „aber da die Terminplaner die Ereignisse viele Monate im Voraus planen, können die Auswirkungen auf andere Missionen gut gehandhabt werden.“
Wenn dringende Situationen auftreten, die vorgegebene Zeitpläne durcheinander bringen, finden zwischen den Missionen Echtzeit-Diskussionen statt, um Anpassungen vorzunehmen. Die Anforderungen an das Netzwerk nehmen zu und ab, und es gibt andere Faktoren, die dazu beitragen können, die Planung weniger komplex zu gestalten. Sollten sich wichtige Missionsereignisse überschneiden, kann das Raumfahrzeug die Datenspeicherung und -verarbeitung an Bord nutzen, wodurch wertvolle wissenschaftliche Daten zu einem späteren Zeitpunkt übertragen werden können, wenn die Kommunikationsanforderungen geringer sind.
Die Konfiguration des Netzwerks kommt ebenfalls ins Spiel: Das DSN besteht aus mehreren riesigen Antennenschüsseln, die in drei Komplexen angeordnet sind, die gleichmäßig über die ganze Welt verteilt sind, im Goldstone-Komplex in der Nähe von Barstow, Kalifornien; in Madrid, Spanien; und in Canberra, Australien. Dies stellt sicher, dass sie die Kommunikation mit Raumfahrzeugen kompensieren können, um eine konstante Abdeckung zu gewährleisten, während sich die Erde dreht.
Der Vorläufer des DSN wurde 1958 gegründet, als JPL von der US-Armee beauftragt wurde, tragbare Funkortungsstationen in Kalifornien, Nigeria und Singapur einzusetzen, um Telemetriedaten des ersten erfolgreichen US-Satelliten Explorer 1 zu empfangen. Kurz darauf wurde JPL an die NASA übertragen Später in diesem Jahr richtete das neu gegründete zivile US-Raumfahrtprogramm das DSN ein, um mit allen Weltraummissionen zu kommunizieren. Es ist seit 1963 ununterbrochen in Betrieb und bleibt das Rückgrat der Weltraumkommunikation für die NASA und internationale Missionen.
Mehr Informationen:
Das SCaN Now-App ermöglicht Benutzern, in Echtzeit zu sehen, welche Antennen mit welchem Raumfahrzeug kommunizieren.