2020年火星窗口严重拥堵:深空通信网络面临严峻考验 火星 航天器

  起源:科技日报

位于美国加利福尼亚的一处DSN天线。位于美国加利福尼亚的一处DSN天线。
在火星轨道执行任务的MAVEN飞行器。在火星轨道履行任务的MAVEN飞行器。

  2020年的火星将高朋满座,它将“结识新友人,不忘老朋友”。但若不精心策划,细心盘算,可能会因招待窗口时间有限造成通信网络的重大拥挤。

  美国太空消息网3日报道了这颗红色星球面临的困境??各类航天飞行器发射后需要开展大批遥测和跟踪,但多国发动的多项火星任务,将给美国国度航空航天局(NASA)的地面跟踪网络带来宏大压力,其作为国际配合搭档的能力也将受到挑衅。

  火星任务列表很长

  现在,让我们细数一下2020年的火星任务??

  NASA的火星2020漫游器、欧洲空间局(ESA)的ExoMars2020周游器跟平台、中国的轨道器/着陆器/流动站、阿联酋的盼望轨道飞翔器、印度的火星轨道义务2,以及美国私营航天企业太空摸索技巧公司(SpaceX)的“红龙”火星着陆器。

  除了新来的访客,底本已在火星轨道上的其余任务,包括NASA的“奥德赛”轨道飞行器、火星氛围和挥发性演化任务(MAVEN)轨道飞行器,欧空局和印度的“火星快车”及追踪气体轨道仪等,都还在按打算运行。火星上还有NASA的“机会”号和“好奇”号火星车,以及将于2018年登陆火星的“洞察”号火星地质勘察航天器。

  NASA喷气推动实验室(JPL)火星探测局火星中继网络办公室主任查尔斯?爱德华兹说:“这将是6个独破的新任务,代表6个不同的航天组织,包括9个独立的航天器,再加上目前正在发展的9个任务。”

  深空网络重担在肩

  NASA的深空网络(DSN)是用于与火星航天器通信的大型无线电天线网络,由JPL负责运营,除了为火星及其他深空航天器提供网络支持,还为在地球轨道运行的航天器提供辅助。当初,JPL正在进行具体的研究,如何更好地处理火星新探测器的涌入。

  DSN名目经理斯提芬?里奇顿先容说,最值得关注的是两个时段。第一个是2020年夏天,届时简直所有的火星任务都要在这一限定时间内发射;第二个是2021年初,火星任务将全体到达火星轨道或登陆火星。

  虽然DSN在计划和应答意外事件方面占有丰盛经验,且已做好应急筹备,但里奇顿说:“2020年面临的火星及非火星任务量宏大,需要更新现有机制才干更好地提供支持,所以,我们正在研究新的应急处理程序,以便适应新情形。”

  从哪里寻找中继服务

  科罗拉多大学迷信院大气与空间物理试验室主任研讨员布鲁斯?亚克斯基以为,这么多火星任务将引发诸多问题,包含如何处理从各类航天器传回地球的数据,以及如何同时处置多家轨道经营商的双向通信

  固然“奥德赛”仍可能作为通信中继持续工作,但自本世纪以来,这个在火星轨道上的航天器已开端逐步老化。

  “MAVEN有一个固定天线,但并不具备同时供给中继服务和实行本身科学研究的才能。”亚克斯基说,“因而,我们愿望寻找更多提供中继服务的航天器。”

  洛克希德?马丁公司也参加了支撑运营“奥德赛”和MAVEN,还领有处理进入火星大气层、降落并着陆的教训,比方2008年5月涉及火星名义的“凤凰”号。该公司目前正在尽力学习如何更好地为其他任务提供支持。

  此外,于2016年10月进入火星轨道的欧空局ExoMars气体追踪轨道器上,载有两个NASA提供的中继设备,该硬件在洛克希德?马丁公司进行了测试,确保了火星和地球之间数据传输的中继兼容性。

  处理数据能力有待晋升

  对行将到来的2020火星通信业务,爱德华兹说,相对须要跨国公司整合下载和上传数据的能力。“要害是NASA的DSN与欧空局及更普遍的国际社会独特努力,树立能够互操作的空间通讯协定。”

  目前,DSN还推出了新技术,能同时跟踪四个航天器,让更多的任务得到现有装备的支持。

  里奇顿说:“咱们还在与非NASA火星任务和谐发射或达到时光,尽量防止在短时间内产生太多航天事件。”

  上一个如斯高密度任务期是2003年和2004年,虽然顺利实现了诸多任务,然而,“即将到来的2020年?2021年窗口期绝对不容小觑,需要壁垒森严。”爱德华兹强调。

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