Nội dung bài viết
“Một số nhiệm vụ đang sử dụng nhiều hơn những gì giấy tờ của họ cho biết.” NASA đã đẩy Mạng lưới không gian sâu của mình vượt quá giới hạn trong sứ mệnh Artemis I gần bốn năm trước.
Mảng ăng-ten liên lạc không gian sâu trên toàn cầu không thể đáp ứng nhu cầu thường xuyên của 40 nhiệm vụ khoa học robot và sự gia tăng đột biến mà tàu vũ trụ Orion của NASA yêu cầu khi nó bay quanh Mặt trăng.
Trải nghiệm vào cuối năm 2022 đã làm giảm hoặc trì hoãn các đường truyền xuống từ một số sứ mệnh khoa học nổi tiếng, bao gồm Kính viễn vọng Không gian James Webb và tàu thám hiểm sao Hỏa, vì sứ mệnh Artemis I ngốn dữ liệu được ưu tiên trên mạng truyền thông của NASA.
Và đó là trước sứ mệnh Artemis đầu tiên có các phi hành gia trên tàu. Khi Artemis II ra mắt vào ngày 1 tháng 4, NASA đã kêu gọi Mạng không gian sâu (DSN) một lần nữa kết nối Mission Control với viên nang Orion khi nó bay cách Trái đất hơn một phần tư triệu dặm.
Với phi hành đoàn gồm bốn người bay bên trong tàu vũ trụ, nhu cầu dữ liệu từ Orion trên Artemis II của cơ quan thậm chí còn cao hơn so với trên Artemis I. Nhưng chỉ hơn chín ngày một chút, sứ mệnh Artemis II ngắn hơn 25 ngày mà Artemis tôi đã ở trong không gian, giúp giảm bớt căng thẳng.
quá tải ion hóa. Artemis I cũng đã phóng 10 CubeSats nhỏ vào không gian sâu, nhiều trong số đó yêu cầu dịch vụ theo dõi và viễn thông từ DSN.
Artemis II mang theo ít CubeSats hơn.
Greg Heckler, phó giám đốc chương trình phát triển năng lực trong Chương trình Điều hướng và Truyền thông Không gian của NASA, cho biết: “Chúng tôi đã học được rất nhiều điều về Artemis I và chúng tôi thực sự đã áp dụng một số quy trình mới trước Artemis II, chủ yếu tập trung vào việc phối hợp và quy trình lên lịch của chúng tôi với tất cả các sứ mệnh, chứ không chỉ riêng phương tiện Orion”.
“Tôi nghĩ điều đó đã có tác dụng tốt.” Heckler cho biết bộ phận khoa học của NASA, chịu trách nhiệm thực hiện hầu hết các sứ mệnh sử dụng DSN, đã cung cấp cho các nhà quản lý mạng “phản hồi tích cực” sau Artemis II.
Nhưng những hạn chế của mạng lưới và nhu cầu cao tiếp tục “tạo ra một số tranh chấp về tài sản” giữa các sứ mệnh của NASA. "Trong thời kỳ Artemis I, chúng tôi có một hệ thống con được gọi là Thiết bị đám mây riêng.
PCA này thực sự đã thất bại trong thời kỳ Artemis I. Vì thất bại đó, khả năng hiển thị cao đó, chúng tôi thực sự đã nhận được một số tài nguyên bổ sung từ chương trình Mặt trăng tới sao Hỏa và chúng tôi đã có thể cài đặt một cách hiệu quả một hệ thống con mới trước Artemis II," Heckler nói.
Nhu cầu tín hiệu chỉ đang đi lên. NASA cùng các đối tác thương mại và quốc tế có kế hoạch thực hiện nhiều sứ mệnh lên Mặt trăng trong vài năm tới.
NASA đang hợp tác với các nhà cung cấp thương mại để xây dựng ăng-ten mặt đất cho một mạng lưới chuyên dụng cho các sứ mệnh Mặt Trăng, được gọi là Địa điểm Khám phá Mặt Trăng (LEGS), nhằm giải phóng thêm dung lượng trên DSN để hỗ trợ các tàu vũ trụ khác.
Các công ty thương mại cũng đang phát triển các vệ tinh chuyển tiếp dữ liệu để bay trên quỹ đạo quanh Mặt trăng, hỗ trợ các tàu đổ bộ trong tương lai và xây dựng Căn cứ Mặt trăng. Truyền thông quang băng thông cao có thể là một giải pháp khác.
NASA đã thử nghiệm thành công thiết bị đầu cuối liên lạc bằng laser trên tàu vũ trụ Orion trên tàu Artemis II.
“Chúng tôi sẽ phải làm việc như một cộng đồng để giải quyết mức độ tranh chấp cao hơn đó trong chính các nhiệm vụ của Artemis, nhưng chúng tôi đang làm mọi thứ để thiết lập cơ sở hạ tầng không phải DSN hoặc cơ sở hạ tầng mới, để gánh vác gánh nặng đó,” Heckler cho biết hôm thứ Tư trong một cuộc họp của Nhóm Đánh giá Cơ thể Nhỏ.
Gánh nặng hiện bao gồm khoảng 40 nhiệm vụ vận hành dựa vào ăng-ten của DSN ở California, Tây Ban Nha và Úc để duy trì liên lạc với Trái đất. Hầu hết các sứ mệnh của NASA đều tồn tại lâu hơn dự định ban đầu của họ gn tồn tại nên họ đặt nhu cầu lên mạng lâu hơn khi cơ quan này phóng tàu vũ trụ mới.
Dự kiến, khoảng 40 nhiệm vụ nữa sẽ cần DSN trong 10 năm tới và nhiều nhiệm vụ trong số 40 nhiệm vụ hiện đang sử dụng thời gian trên mạng có thể sẽ vẫn hoạt động trong thời gian đó.
Một trong những sứ mệnh sử dụng nhiều dữ liệu nhất của NASA, Kính viễn vọng Không gian La Mã Nancy Grace, dự kiến ra mắt vào tháng 8. Nó sẽ trả về nhiều dữ liệu thông qua DSN hơn tất cả các sứ mệnh vật lý thiên văn trước đây của NASA cộng lại.
10 CubeSats được tung ra dưới dạng trọng tải phụ trên Artemis, tôi đã đặt một gánh nặng không lường trước được lên DSN.
Một số vệ tinh nhỏ đã bị mất ngay sau khi được triển khai từ tên lửa và người điều hành chúng đã kêu gọi DSN sử dụng ăng-ten khổng lồ của nó để tìm kiếm CubeSats khi chúng tiến vào không gian sâu, càng làm trầm trọng thêm tình trạng khủng hoảng liên lạc mà mạng lưới đang gặp phải với tàu vũ trụ Orion.
Heckler cho biết: “Trước khi thực hiện các nhiệm vụ mới cho DSN, hiện tại chúng tôi yêu cầu nghiêm ngặt một nghiên cứu khả thi để xem liệu có đủ năng lực để thực hiện loại cam kết đó hay không”.
“Vì vậy, chúng tôi đang cố gắng cân bằng, thông qua dữ liệu và phân tích, các nhu cầu mới xuất hiện trên hệ thống so với những yêu cầu đó.
chúng tôi phải hỗ trợ cho đến khi họ bay đi vì lý do tự nhiên.” Các nhà quản lý DSN cũng đang làm việc với các sứ mệnh cũ hơn của NASA, một số trong số đó tiếp tục hoạt động trên mạng hàng thập kỷ sau khi phóng, để hiểu họ sẽ sử dụng bao nhiêu dung lượng.
Khi các nhiệm vụ cũ này được mở rộng, một số nhiệm vụ trong số đó đã không cập nhật mạng theo nhu cầu của họ. Heckler nói: “Một số nhiệm vụ đang sử dụng nhiều hơn những gì tài liệu của họ cho biết.
Heckler nói: “Một khi điều đó đã được thực hiện, khi chúng tôi tiến tới với các cam kết sứ mệnh mới, tôi nghĩ chúng tôi sẽ tập trung hơn và định hướng quy trình nhiều hơn trong việc có thể cam kết thực hiện các sứ mệnh mới hay không”.
Một hạn chế đối với DSN là một vụ tai nạn vào năm ngoái đã khiến một trong ba ăng-ten dài 70 mét (230 foot) của mạng ngừng hoạt động tại Khu liên hợp truyền thông không gian sâu Goldstone gần Barstow, California.
Ăng-ten này, cùng với những cái tương tự ở Tây Ban Nha và Úc, được sử dụng để liên lạc với một số sứ mệnh xa xôi nhất của NASA.
Chiếc đĩa dài 70 mét đang theo dõi tàu vũ trụ Juno của NASA tại Sao Mộc vào tháng 9 năm ngoái khi nó “quay quá mức” và làm hỏng dây cáp cũng như đường nước trong hệ thống chữa cháy của cơ sở. Ước tính có khoảng 200.000 gallon nước làm ngập căn cứ của anten.
Các quan chức viết trong một báo cáo sau khi điều tra vụ tai nạn, nước có chứa glycol, khiến nó được xếp vào loại nguy hiểm cho môi trường. Hậu quả là lũ lụt khiến ăng-ten không thể hoạt động.
Cơ quan điều tra nêu một số nguyên nhân về mặt kỹ thuật và quy trình. Các quan chức viết trong báo cáo, sau khi khắc phục sự cố với các điểm dừng khẩn cấp của ăng-ten, các kỹ thuật viên tại Goldstone “đã vượt qua và bỏ qua nhiều biện pháp bảo vệ mà thông thường sẽ ngăn chặn việc xoay quá mức”.
Gợi ý thực hành:
1. Theo dõi thông báo từ cơ quan địa phương tại California.
2. Kiểm tra nguồn chính thức trước khi chia sẻ lại thông tin.