核心提示:NASA一共在全球部署了三個站點,承擔幾乎所有的深空探測器通訊。這次與旅行者2號失去聯絡長達11個月,也是考驗深空通訊網的可靠性,以及旅行者2號在此期間如果遇到特殊情況,地面上無法提供及時的幫助,只能靠其自生自滅了。
圖片解讀:旅行者2號距離地球大約170億公里
由於堪培拉站已經運行了48年,進入升級階段,因此美國宇航局只能暫停了與旅行者2號的聯絡,持續時間為11個月,這意味著在未來11個月內旅行者2號處於失聯狀態,目前該探測器已經飛離地球170億公里。問題出現了,我們是否能夠在11個月之後找回旅行者2號?需要明白的是,旅行者2號最近還出現了故障。
了解如何重新定位旅行者2號,就需要明白美國宇航局深空網是如何工作的。澳洲的射電天線是NASA深空網路(DSN)的一部分,NASA一共在全球部署了三個站點,承擔幾乎所有的深空探測器通訊。這三個站點位於美國本土的加州、歐洲的西班牙和澳洲的堪培拉,呈約120度大圓部署,任何一個深空探測器都能收到深空通訊網的指令,每個站都有一個直徑70米的天線。
圖片解讀:位於澳洲的DSN深空網路射電天線
圖片解讀:DSN深空網路有三個站
旅行者2號距離地球170億公里,處於我們黃道面的下方,正向黃道面下方移動,因此只有南半球的堪培拉站能夠聯絡旅行者2號,西班牙站和加州站在北半球,無法聯絡旅行者2號。這次升級堪培拉站不僅僅是為了更好地與旅行者2號聯絡,而是鎖定2024年載人登陸南極的任務,需要堪培拉站提供足夠穩定的通訊支援,同時2020年火星探測器降落火星,也需要這個南半球的站點提供支援。
NASA的深空網路目的是讓空間探測器找到自己的航線,或者讓載人飛船找到回地球的路。深空網路是美國宇航局噴氣推進實驗室管轄,不論是月球探測器,還是飛出太陽系的探測器,這三個站點都能提供通訊服務。NASA的深空通訊網在阿波羅登月中發揮重大作用,傳回第一張登月照片、成功研究阿波羅13號宇航員等。從1963年第一次運營開始,到2019年,已經與30多個探測器在太陽系中建立了深空聯絡。有人認為NASA的深空網功率應該很大,其實不是,從旅行者2號傳送回來被深空天線接收到的訊號功率比手錶上的電池還弱200億倍,正是因為如此,我們需要70米直徑的天線進行訊號捕獲。
圖片解讀:巨大的70米直徑天線
深空網路選址也非常重要,比如加州站就位於巴斯托(Barstow)北部的莫哈韋沙漠中,這個地方叫做戈德斯通。1958年,美國陸軍在這裡建立了行動式無線電跟蹤站,用來接收美國首顆衛星的訊號,很快美國噴氣推進實驗室就被美國宇航局接管,並且建立了獨立的深空通訊網路,這就是現在我們看到的DSN深空通訊網。位於澳洲的堪培拉站和西班牙馬德里站在1965年開始執行,前者與帕克斯天文臺射電望遠鏡結合,為NASA提供深空通訊、觀測。
圖片解讀:NASA深空網將在2024年全力支援登陸月球南極
圖片解讀:全球3個深空站
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