美國國家航空暨太空總署（NASA）的深空網路（DSN）是管理、追蹤和控制深空太空船的重要通訊鏈路。它透過無線電訊號探測遙遠的宇宙天體，在收集遙測數據、執行命令和進行科學研究方面發揮關鍵作用。新穎的運作策略”追隨太陽”優化了三個全球站點的網路管理，增強了對TESS、Insight 和帕克太陽探測器等任務的支援。

美國國家航空暨太空總署的DSS-53天線於2022年2月在深空網路的馬德里設施上線。該網路支援約40 項任務，預計還將支援未來幾年發射的另外40 項任務。圖片來源：NASA/JPL-Caltech

美國國家航空暨太空總署（NASA）的深空網路（DSN）不僅僅是一組大天線。它是一個功能強大的系統，用於指揮、追蹤和監測許多遙遠行星上太空船的健康和安全。深空網路還能進行強大的科學調查，探測小行星的性質以及行星和衛星的內部。

2022年11月16日，美國太空總署噴射推進實驗室查爾斯-埃拉奇任務控制中心的團隊成員在發射阿耳特彌斯一號期間。圖片來源：NASA/JPL-Caltech/Ryan Lannom

遙測

遙測資料由太空船在探索遙遠的太陽系時透過無線電訊號傳輸到地球的重要科學和工程資訊組成。深空網路（DSN）負責取得、處理、解碼和分發這些資料。

當科學家和工程師想要向深空中的太空船發送指令時，他們會求助於深空網絡，這是美國國家航空暨太空總署（NASA）用於與月球及更遠處的太空船進行通訊的巨型無線電天線國際陣列。深空網路的操作員接收指令，將其分解成數位位元，將這些大天線精確對準太空船，然後用無線電波將指令發送給太空船。資料來源：美國國家航空暨太空總署太空總署指令

太空任務操作團隊使用DSN 指揮系統來控制太空船的活動。指令以編碼電腦檔案的形式發送給機器人探測器，由飛船執行一系列動作。

美國國家航空暨太空總署（NASA）有數十個機器人太空船在探索太陽係以及太陽係以外的地方。那麼，我們究竟該如何為如此遙遠的太空船導航呢？地球上的科學家和工程師可以透過深空網路（NASA 用於與月球及更遠處的太空船進行通訊的巨型無線電天線國際集合），利用精確測量來了解遙遠太空船的位置。資料來源：美國國家航空暨太空總署

追蹤

DSN 追蹤系統提供地基設備與太空船之間的雙向通信，進行測量，使飛行控制人員能夠非常精確地確定太空船的位置和速度。

無線電科學

一些太空任務使用DSN 天線，利用太空船與地球之間發送的無線電訊號進行科學實驗。無線電訊號在發送和接收之間的變化可以提供大量有關太陽系中遙遠地方的有用資訊。這方面的例子包括探測土星環、揭示行星和衛星的內部結構以及測試相對論。

科學

DSN 除了作為深空探索的通訊樞紐發揮重要作用外，還被用作科學研究的先進儀器，包括射電天文學和對經過的小行星進行雷達測繪。

透過”追隨太陽計畫”，三個DSN 站點均可在白班期間操作整個網路。上圖顯示了每個中心如何移交控制權。資料來源：美國國家航空暨太空總署

跟隨太陽行動

DSN 由相距約120 度的三個綜合體組成（澳洲坎培拉、西班牙馬德里、加州戈德斯通），追蹤探索太陽系最遠點的NASA 和非NASA 任務。過去，這些綜合設施同時運行，每天三班倒，每個天線一個操作員，每週7 天，每天24 小時。名為”追隨太陽”的新模式允許三個DSN 站點中的每個站點在白班期間操作整個網路。

從格林尼治標準時間2017年11月6日午夜（美國東部時間11月5日晚7點）開始，”追隨太陽”行動成為現實。堪培拉團隊從格林尼治標準時間午夜到格林尼治標準時間上午6點負責網路運作。馬德里團隊在格林尼治標準時間上午6 點至下午2 點接手。 戈德斯通團隊從格林尼治標準時間下午2 點到晚上10 點完成了第一天的工作，然後堪培拉團隊接手第二天的工作。自從”追隨太陽”號投入運作以來，資料傳輸效能一直名列前茅。這項措施為TESS、Insight 和帕克太陽探測器等任務提供了支援。

編譯自/ ScitechDaily