美國國家航空暨太空總署(NASA)位於加州的深空通訊網設施,正在為該機構的深空通訊與導航系統增添一座全新的 34 公尺(114 英尺)寬碟型無線電天線。
該網絡在全球三個設施部署巨型碟型天線,以支援超過 40 個探索太陽系與星際空間的太空飛行器。
全新的深空站 23(DSS-23)位於巴斯托(Barstow)附近的戈德史東深空通訊複合體,由 NASA 南加州的噴射推進實驗室(Jet Propulsion Laboratory)管理。
NASA 的領導層、人員以及貴賓們齊聚已完工的 DSS-23 天線,舉行了象徵性的剪綵儀式。這是自 2009 年開始的深空通訊網孔徑增強計畫(Deep Space Network’s Aperture Enhancement Project)以來最新增設的設施。該計畫旨在透過增設六座全新的 34 公尺多頻率波導天線來升級和擴展網絡。這些多功能碟型天線能夠增強在不同無線電頻率上運行的多項任務。
NASA 總部研究與技術任務總署副署長詹姆斯·肯揚(James Kenyon)表示:「透過擴展深空通訊網,我們正在加強 NASA 未來大膽任務所需的通訊基礎——從前所未有地深入探索月球,到更深入地窺探太陽系。這座新天線將幫助我們實現國家太空探索目標,並突破那些曾經看似不可能的界限。」
在完成 5 月至 7 月的測試活動以展示其能力後,新的 DSS-23 於 8 月 3 日開始運作,追蹤 NASA 的錢卓拉 X 射線天文台(Chandra X-ray Observatory)。自那時以來,它已與數十個任務進行通訊,包括 NASA 的火星勘測軌道器(Mars Reconnaissance Orbiter)、Psyche、Juno、航海家 1 號(Voyager 1)以及其他深空機器人太空飛行器。
噴射推進實驗室主任戴夫·加拉格(Dave Gallagher)表示:「增設這座下一代天線,讓我們更接近一個完全現代化的網絡,該網絡採用先進技術,確保 NASA 在深空通訊領域的領導地位。在持續 60 多年支援重要任務的運營後,這些升級為網絡迎來了新的探索時代。設計、規劃和建造 DSS-23 的團隊應該感到自豪。」
DSS-23 的建造始於 2020 年 2 月。在 2024 年 12 月將 133 噸重的金屬反射器框架安裝並固定在天線基座頂部後,工程師們為框架安裝了面板,用於反射從太空飛行器傳輸和接收的無線電頻率訊號。接著是細緻的校準過程,以便天線能夠與網絡的其他部分協同工作。
這是戈德史東設施的第五座天線(加入三座 34 公尺天線和一座 70 公尺、即 230 英尺的天線),也是加入網絡的第五座增強計畫天線。該網絡還包括位於 DSN 的戈德史東、馬德里和澳大利亞坎培拉的設施。多頻率波導天線將訊號導向下方的穩定、恆溫的地下室,而不是將笨重、敏感的電子設備安裝在移動的天線碟盤上。除了提供多功能性外,這種設計還便於系統的維護和升級。
噴射推進實驗室深空通訊網孔徑增強計畫經理格曼·阿齊茲(Germaine Aziz)表示:「最大的挑戰實際上並不是建造天線。而是將複雜的機械、電氣、軟體、無線電頻率和基礎設施系統轉化為一個單一、準備就緒的資產。在支援 NASA 的深空任務之前,每個子系統都必須經過整合、校準和驗證,以極高的精度和可靠性運行。」
當第六座增強計畫天線——深空站 33(Deep Space Station 33)於 2029 年在坎培拉設施啟用時,增強計畫將告一段落,屆時網絡的 34 公尺天線總數將達到 13 座。34 公尺天線可以進行陣列化(組合並一起操作),為每個設施單獨的 70 公尺天線提供相當的通訊備援。這些 70 公尺天線在近乎連續運行 50 多年後,維護和修理的成本日益增加。
由加州理工學院(Caltech)為 NASA 管理,噴射推進實驗室在 NASA 研究與技術任務總署內的 NASA SCaN(太空通訊與導航)計畫的監督下,管理著該機構的深空通訊網。超過 100 個 NASA 和非 NASA 的任務依賴深空通訊網和近空間通訊網(Near Space Network)。其中包括支援國際太空站上太空人以及未來的阿提米絲任務(Artemis missions)、監測地球、探索月球以及探索太陽系及更遠處的任務。