深空网络

维基百科,自由的百科全书
(重定向自深空網路
跳到导航 跳到搜索
深空網路
Deep space network 40th logo.svg
1998年NASA深空網路成立40週年紀念圖章
組織 NASA / JPL
座標 34°12′3″N 118°10′18″W / 34.20083°N 118.17167°W / 34.20083; -118.17167坐标34°12′3″N 118°10′18″W / 34.20083°N 118.17167°W / 34.20083; -118.17167
設立 1958年十月一日
網址 deepspace.jpl.nasa.gov
望遠鏡
金石深空聯絡設施英语Goldstone Deep Space Communications Complex 美國加州巴斯多
馬德里深空聯絡設施英语Madrid Deep Space Communication Complex 西班牙馬德里自治區羅夫來多-德查韋拉
坎培拉深空聯絡設施英语Canberra Deep Space Communication Complex 澳大利亞提德賓比拉自然保留區

美國太空總署深空網路(英語:Deep Space Network)是NASA設置的一个用以聯絡航天器的全球網路設施,位于美国(加洲)、西班牙(马德里)和澳大利亚(坎培拉),用以為美國太空總署行星際航行太空船提供通訊,也被用來執行射電天文學雷达天文學對於太陽系和宇宙的观测,并對地球轨道上的人造衛星提供支持,是NASA噴射推進实验室 (JPL)的一部份。欧洲、俄罗斯、中国、印度和日本也有類似的網路。

一般資訊[编辑]

噴射推進實驗室內部的深空網路運作中心

DSN目前包含三个深空通信设施,以约120度的間隔围绕著地球。[1][2]分別為:

每個设施皆位于半山腰、碗状地形,以帮助阻擋无线电波干扰。[3] 考慮到地球的自轉,三座設施的地點以約120度的間距為繞著地球,目的是為了當地球自轉時,一座設施轉到背對著目標的一側,而無法進行觀測,但同時另一座設施便轉到了可進行觀測的一側,如此DSN便能24小時持續觀測目標。

NASA倚賴DSN以進行太阳系內的科學調查:可以双向溝通,地面基地可以引导並控制各种NASA的太空探測器,讓這些探測器可以傳回他們所收集的照片和數據資料。所有DSN天线皆具備高增益、附帶抛物面反射器的天线。這些天線盒數據傳送系統,使其能夠[2]

  • 自航天器获得遥測数据。
  • 向航天器发送指令。
  • 更新修改航天器內建软體。
  • 追蹤航天器的位置和速度。
  • 执行特長基线干涉测量
  • 测量無線電波的變化,以進行無線電波科學實驗。
  • 收集科学数据。
  • 监测和控制整個系統的性能。

控制中心[编辑]

三座DSN設施的天線都直接連結到加州帕萨迪纳噴射推進實驗室內部的深空控制中心(也称为深空网络操作控制中心)。

在早期,控制中心內並没有所謂的永久设施,只有一个臨時搭建的,以好幾張桌子与和電話拼装在一个大房间電腦旁邊,以用來计算轨道。1961年七月,NASA开始建造永久设施:太空飞行操作设施(SFOF)。 该设施於1964年十月建造完成,並於1964年5月14日啟用。 一開始共有31座主控台,100個闭路电视摄像机和200多台显示器,用以支持游騎兵6號9號,以及水手4號任務。[4]

目前,控制中心的工作人员在SFOF內监测並主導行动,并监側探測器的通訊品質,並掌管資料以提供給提供給通訊網路的使用者。此外,DSN的各個設施和操作中心,設有地面通訊設施,將三座設施的資料傳送給JPL的控制中心,再傳給世界各國的太空飛行控制中心以及科学家們。[5]

历史[编辑]

喷气推进实验室在1958年1月就与美国军方的合同建立了深空网络的雏形。当时在尼日利亚新加坡以及加州部署了轻型的无线电追踪设备来接收遥感勘测信号以及描绘当时军方发射的探测者1号(第一颗发射成功的美国卫星)的轨道。国家航空航天局于1958年10月1日正式成立,来将当时由美国海陆空三军分散发展的各种太空探索计划整合入单一的一个民间组织

在1958年12月3日,喷气推进实验室从军方转入国家航空航天局并且被要求执行使用可自动操作的太空船月球和星际探索计划的设计和实施。不久之后,国家航空航天局就提出了深空网络的概念,建立一个单独管理和运作的无线通信设施来服务所有的深空任务,而不是针对每一个太空任务来开发专门的空间通信网络。针对所有的用户,深空网络有责任来进行独立的研究,开发和支持工作。在这样的概念支持下,深空网络成为世界上在低噪接收器追踪、遥感及指令系统数字信号处理以及深空导航领域的领导者。[6]

深空的定義[编辑]

北極點上空向下看的示意圖,顯示DSN觀測站的位置及視角。當一台探測器距離地球超過30,000公里,它便隨時處於一個以上探測站的視野之中,並與之建立聯繫。

追踪太空深处的探測器相当不同于追踪低地球轨道上的探測器。深空飞行任务通常可見於大部分地球表面,並且可持續很長一段時間,因此只需要很少觀測站便可達成長時間追蹤的目的(DSN只有三个主要觀測站)。然而,由於這些探測器距離地球相當遙遠,這些觀測站則需要巨大的天线、非常灵敏的接收器,以及强大的訊號发射器,才能與探測器聯繫。

深空有數種不同的定義。根據一份1975年NASA的報告,DSN是設計來與「距離地球16000公里以上到太陽系中最遠的行星之間」 建立通訊[7]。JPL聲明,當一探測船位於距離地球30,000公里以上的高度,該探測船便總是位於至少一個觀測站的視野之內。[8]

國際電信聯盟保留了數個頻段,提供給深空網路及近地空間作通訊使用,他們定義:「深空」是指距離地球兩百萬公里以上的空間。[9]這個定義代表著月球任務,以及地球-太陽拉格朗日點的L1 和L2,都被认为是近地空间,不能使用国际电联的深空保留頻段。其他的拉格朗日点則不受到这条规则限制。

相關條目[编辑]

使用深空網絡的NASA任務:

其他相關條目:

參考資料[编辑]

  1. ^ Haynes, Robert. How We Get Pictures From Space (PDF). NASA Facts Revised (Washington, D.C.: U.S. Government Printing Office). 1987 [2013-09-19]. 
  2. ^ 2.0 2.1 About the Deep Space Network. JPL. [2012-06-08]. (原始内容存档于2012-06-08). 
  3. ^ DSN:antennas. JPL, NASA. (原始内容存档于2011-04-11). 
  4. ^ Deep Space Network Operations Control Center at the Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California. Picture Album of the DEEP SPACE NETWORK. NASA/JPL. [2014-01-26]. (原始内容存档于2013-02-17). 
  5. ^ NASA Facts: Deep Space Network (PDF). JPL. 
  6. ^ NASA. The National Aeronautics and Space Act. NASA. 2005 [November 9, 2007]. 
  7. ^ N. Renzetti. DSN Functions and Facilities (PDF). May 1975. 
  8. ^ Dr. Les Deutsch. NASA’s Deep Space Network: Big Antennas with a Big Job (PDF). [失效連結] p. 25
  9. ^ 201, Rev. B: Frequency and Channel Assignments (PDF). December 15, 2009. (原始内容 (PDF)存档于2014年6月11日). 

外部連結[编辑]