Das Deep Space Network der NASA blickt in die Zukunft.Das DSN wird aufgerüstet, um mit mehr Raumfahrzeugen als je zuvor zu kommunizieren und den sich ändernden Missionsanforderungen gerecht zu werden. Das Netz ist seit 1963 das Rückgrat der Weltraumkommunikation der NASA. Es unterstützt regelmäßig 39 Missionen und mehr als 30 NASA-Missionen sind in der Entwicklung.
Das DSN wird vom Jet Propulsion Laboratory(JPL) für das
Space Communications and Navigation Program verwaltet, das im NASA-Hauptquartier innerhalb des
Human Exploration and Operations Mission Directorate angesiedelt ist, und ermöglicht es den Missionen, weit entfernte Raumfahrzeuge zu verfolgen, Befehle an sie zu senden und wissenschaftliche Daten von ihnen zu empfangen.
Das Netzwerk besteht aus Verfolgungsantennen in drei gleichmäßig über die ganze Welt verteilten Komplexen: dem
Goldstone-Komplex in der Nähe von
Barstow, Kalifornien, in Madrid, Spanien, und in
Canberra, Australien. Neben der Unterstützung von Missionen werden die Antennen regelmäßig für die Radiowissenschaft genutzt, zur Untersuchung von Planeten, schwarzen Löchern und zur Verfolgung erdnaher Objekte.
Netzwerk-Upgrades.Michael Levesque, stellvertretender Direktor des DSN am JPL sagte, mit dem Bau von zwei neuen Antennen, wird die Zahl von 12 auf 14 erhöht.
Im Januar 2021 wurde das DSN um eine 13. Schüssel erweitert.
Deep Space Station 56 (DSS-56) genannt, ist diese neue 34 Meter breite Schüssel in Madrid eine
"All-in-One"-Antenne.
(Der Bericht dazu ist der vorherige Beitrag.)
Bisherige Antennen sind in den Frequenzbändern, in denen sie empfangen und senden können, begrenzt, was sie oft auf die Kommunikation mit bestimmten Raumfahrzeugen beschränkt. DSS-56 war die erste Antenne, die sofort nach ihrer Inbetriebnahme das gesamte Spektrum der DSN-Kommunikationsfrequenzen nutzte und mit allen vom DSN unterstützten Missionen kommunizieren kann.
Kurz nach der Inbetriebnahme von DSS-56 schloss das DSN-Team 11 Monate lang wichtige Modernisierungsarbeiten an der Deep Space Station 43 (DSS-43) ab, der riesigen 70-Meter-Antenne in Canberra. DSS-43 ist die einzige Antenne in der südlichen Hemisphäre mit einem Sender, der stark genug ist und auf der richtigen Frequenz sendet, um Befehle an die weit entfernte
Raumsonde Voyager 2 zu senden, die sich jetzt im interstellaren Raum befindet. Mit den
erneuerten Sendern und der aufgerüsteten Ausrüstung wird DSS-43 dem Netz noch jahrzehntelang dienen.
Die beiden 70-Meter-Antennen in Goldstone und Madrid werden auch modernisiert.
Die 70 Meter Antenne DSS-14 in Goldstone.
Die Verbesserungen sind Teil eines Projekts, das nicht nur der gestiegenen Nachfrage, sondern auch den sich verändernden Anforderungen der Missionen gerecht werden soll.
Bei den Missionen werden zunehmend mehr Daten erzeugt als in der Vergangenheit. Seit den ersten Mondmissionen in den 1960er Jahren hat sich die Datenrate von Raumsonden im Weltraum mehr als verzehnfacht. Da die NASA die Entsendung von Menschen zum Mars anstrebt, wird dieser Bedarf an größeren Datenmengen noch weiter steigen.
Die optische Kommunikation ist ein Instrument, das dazu beitragen kann, diese Nachfrage nach größeren Datenmengen zu befriedigen, indem Laser eingesetzt werden, um eine Kommunikation mit größerer Bandbreite zu ermöglichen. In den nächsten Jahren plant die NASA mehrere Missionen zur Demonstration der Laserkommunikation, die die Fähigkeit der Behörde zur Erforschung des Weltraums verbessern wird.
Die neuen Ansätze.Das Netzwerk konzentriert sich auch auf neue Ansätze, wie es seine Arbeit verrichtet. So wurde beispielsweise während der meisten Zeit der Geschichte des DSN jeder Komplex lokal betrieben. Mit einem Protokoll namens
"Follow the Sun" übernimmt nun jeder Komplex während seiner Tagesschicht abwechselnd den Betrieb des gesamten Netzwerks und übergibt die Kontrolle am Ende des Tages an den nächsten Komplex in dieser Region, im Grunde ein globaler Staffellauf, der alle 24 Stunden stattfindet.
Die daraus resultierenden Kosteneinsparungen sind in die Verbesserung der Antennen eingeflossen, und die Bemühungen haben auch die internationale Zusammenarbeit zwischen den Komplexen gestärkt. Jeder Standort arbeitet mit den anderen Standorten zusammen, nicht nur während der Übergabezeiten, sondern auch bei der Wartung und bei der Frage, wie die Antennen an einem bestimmten Tag funktionieren. Das DSN wurde wirklich zu einem global operierenden Netz entwickelt.
Das Netz hat auch neue Ansätze für die Verwaltung der Weltraumkommunikation eingeführt. Wenn beispielsweise in der Vergangenheit mehrere Raumfahrzeuge, die den Mars umkreisen, gleichzeitig bedient werden mussten, musste das Netz eine Antenne pro Raumfahrzeug auf den Mars ausrichten, wodurch möglicherweise alle Antennen eines bestimmten Komplexes genutzt wurden. Mit einem neuen Protokoll kann das DSN mehrere Signale von einer einzigen Antenne empfangen und sie im digitalen Empfänger aufteilen. Dies wurde von kommerziellen Telekommunikationsimplementierungen übernommen, um die Effizienz des Netzes zu steigern.
Ein weiteres neues Protokoll ermöglicht es den Betreibern, mehrere Aktivitäten gleichzeitig zu überwachen. Bislang war für jede Raumfahrtaktivität ein einzelner Operator zuständig. Jetzt verwendet das DSN einen Ansatz, der die Automatisierung nutzt, um es jedem Betreiber zu ermöglichen, mehrere Raumfahrzeugverbindungen gleichzeitig zu überwachen. Zum ersten Mal ist das DSN in der Lage, die Abfolge und Ausführung von Verfolgungsdurchgängen vollständig zu automatisieren, und das System wird im Laufe der Zeit weiter verbessert werden.
In dem Link kann man sich informieren, mit welchen Raumfahrzeugen die Antennen des Deep Space Network derzeit kommunizieren. Wenn man auf eine Antenne klickt, kann man mehr über die jeweilige erfahren.
https://eyes.nasa.gov/dsn/dsn.htmlDie auffällige Poster mit den größeren 70-Meter-Antennen, die sich an den drei Deep Space Network-Komplexen in aller Welt befinden, kann man sich in dem Link runterladen:
https://www.nasa.gov/directorates/heo/scan/services/networks/deep_space_network/students/resourcesDieses 360-Grad-Video zeigt die riesige 70 Meter hohe DSS-14-Antenne der NASA im Goldstone Deep Space Communications Complex in Barstow, Kalifornien. Die DSS-14 und andere DSN-Antennen können nicht nur für die Kommunikation mit Raumfahrzeugen im gesamten Sonnensystem, sondern auch für die Radiowissenschaft genutzt werden.
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Kredit: NASA/JPL-Caltech
Quelle:
https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-s-deep-space-network-looks-to-the-future Beste Grüße Gertrud
