Komunikační síť DSN prochází vylepšeními, která jí umožní komunikovat s více sondami než dříve. Kromě toho také zohlední potřeby jednotlivých misí, které se neustále vyvíjí. Když letos v únoru dosedl rover Perseverance na Mars, byla DSN klíčovým prvkem – posílaly se přes ni pokyny a opačným směrem se přijímala data. Když vloni na podzim sonda OSIRIS-REx odebrala vzorky z planetky Bennu, hrála DSN opět důležitou roli. Sonda díky ní dostala pokyny a naopak lidé na Zemi se díky ní mohli těšit z úžasných fotek. Síť známá pod trojpísmennou zkratkou je páteří americké kosmické komunikace od roku 1963 – pravidelně podporovala celkem 39 misí a do budoucna se připravuje dalších 30. Tým, který za síť zodpovídá, nyní tvrdě pracuje, aby zvýšil její kapacitu a zapracoval řadu vylepšení. Ta by měla pomocí vykročit síti DSN vstříc budoucnosti.

Správu sítě DSN má na starost Jet Propulsion Laboratory a vše spadá pod Program kosmické komunikace a navigace (Space Communications and Navigation Program). Ten je součástí Ředitelství pilotovaných misí a provoz (Human Exploration and Operations Mission Directorate) v rámci ředitelství NASA. Díky DSN je možné sledovat jednotlivé mise, posílat jim příkazy a přijímat vědecká data i z velmi vzdálených sond. Celou síť tvoří sledovací antény ve třech komplexech pravidelně rozmístěných po Zeměkouli. První najdeme v kalifornském Goldstone u města Barstow, druhý komplex je u španělského Madridu a třetí u australské Canberry. Kromě zmíněné podpory misí se tyto antény také pravidelně používají k radiovému průzkumu objektů jako jsou planety, černé díry, nebo ke sledování blízkozemních objektů.

„Kapacita je limitujícím faktorem a náš program obohacení antén by to měl vyřešit. V jeho rámci vzniknou dvě nové antény, takže se jejich počet zvýší z dvanácti na čtrnáct,“ říká Michael Levesque, zástupce ředitele DSN z JPL. V lednu 2021 přivítala DSN do své rodiny 13. anténu, která dostala označení Deep Space Station 56 (DSS-56). Tento 34 metrový „talíř“ vznikl u Madridu a jde o anténu, kterou NASA označuje jako „vše v jednom“. Dříve postavené antény mají omezené frekvenční rozsahy, ve kterých mohou vysílat nebo přijímat signály. To je často omezuje při komunikaci s některými družicemi. DSS-56 byla první, která hned po aktivaci využila plný rozsah komunikačních frekvencí DSN. Je tedy schopna komunikovat se všemi sondami, které DSN podporuje.

Krátce po uvedení DSS-56 do služby, dokončili experti 11 měsíců trvající kriticky důležité aktualizace sedmdesátimetrové antény Deep Space Station 43 (DSS-43) u Canberry. DSS-43 je jediná anténa na jižní polokouli, která má vysílač dostatečně silný (a pracující na správné frekvenci), aby mohl posílat pokyny vzdálené sondě Voyager 2, která se nyní pohybuje mezihvězdným prostorem. Díky předělanému vysílači a celkově modernizovanému vybavení střediska bude moci DSS-43 sloužit celé síti i v dalších desetiletích.

„Modernizace DSS-43 byla velkým úspěchem. Nyní pracujeme na tom, abychom se postarali o zbývající dvě sedmdesátimetrové antény u Goldstone a Madridu. Kromě toho pracujeme na dodání dalších antén, které pokryjí rostoucí poptávku. A to vše se děje během celosvětové pandemie,“ říká Brad Arnold, manažer sítě DSN. Zmíněná vylepšení jsou součástí rozsáhlého projektu, který nemá za úkol pouze pokrýt zvýšenou poptávku, ale také respektovat vývoj potřeb kosmických misí. Ty totiž generují mnohem více dat, než jejich dřívější předchůdkyně. Od prvních lunárních misí v 60. letech se přenosová rychlost zvýšila více než desetinásobně. Když teď NASA uvažuje o výhledové cestě lidí na Mars, bude se nutnost velkoobjemových datových přenosů pouze zvyšovat. Optická komunikace je jedním z prostředků, které by mohly pomoci stíhat rostoucí poptávku po přenosech velkých objemů dat. Tento systém využívá k přenosu lasery. Jen v nejbližších letech se NASA chystá vypustit hned několik misí, které mají demonstrovat možnosti laserové komunikace. Ta by v budoucnu mohla podpořit schopnost prozkoumávat i vzdálenější oblasti.

Komunikační síť DSN se však také zaměřuje na nové přístupy ke svému fungování. Například – po většinu historie DSN byl každý komplex řízen lokálně. Nyní díky protokolu „Následuj Slunce“ (Follow the Sun) se každý komplex během své denní směny střídá v řízení celé sítě. Na konci svého dne předá řízení dalšímu komplexu – v podstatě se jedná o globální štafetu, která probíhá každých 24 hodin. Výsledkem jsou finanční úspory, které umožnily modernizaci antén. Neméně důležitým přínosem je posílení aspektu mezinárodní spolupráce mezi komplexy. „Každé místo spolupracuje s těmi dalšími – nejen ve fázi předávání, ale i během údržby a podle toho, jak si antény v daný den vedou. Skutečně jsme z DSN udělali globálně fungující síť,“ říká Levesque.

Celá síť také implementovala nové přístupy ke správě komunikace s hlubším vesmírem. Například – pokud v minulosti potřebovalo několik sond obíhajících Mars servis ve stejnou dobu, musela síť k Marsu namířit tolik antén, kolik sond vyžadovalo pozornost. Potenciálně tak mohlo dojít k tomu, že se využily všechny antény v daném komplexu. Díky novému protokolu je DSN schopna přijímat více signálů jedinou anténou a pak je digitálním přijímačem rozdělit. „Přebrali jsme tento přístup z komerční telekomunikace, abychom vylepšili efektivitu naší sítě,“ říká Arnold.

Aby toho nebylo málo, tak nový protokol umožňuje operátorům dohlížet simultánně na několik různých činností. Tradičně platilo, že každá aktivita sondy měla jednoho svého vyhrazeného operátora. Nyní DSN využívá princip, který využívá automatizaci, takže každý operátor dokáže v jednu chvíli sledovat více spojení se sondami. DSN je tak schopna plně automaticky vykonat sledování přeletů, což dříve nebylo možné. V průběhu času by se navíc tato schopnost měla dále vylepšovat. „Budoucnost sítě DSN se bude řídit duchem a cílem vědeckých misí, které tam létají. Je naší odpovědností, abychom jim to umožnili. A my to děláme prostřednictvím komunikace,“ uzavírá Arnold.

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/1_goldstone-70m-dish-16.jpg
https://upload.wikimedia.org/…/DSNantenna.svg/2000px-DSNantenna.svg.png
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/pia23797-1041.jpg
http://upload.wikimedia.org/…/974px-Goldstone_DSN_antenna.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/dsn-trio-2-1041.jpg