Cеть ближнего космоса НАСА позволяет климатической миссии ПАСЕ «звонить домой»

Художественное изображение нескольких спутников наблюдения за Землей по всему миру, использующих сеть ближнего космоса НАСА для отправки критически важных данных. Фото: НАСА/Кейси Диллахей.

Миссия PACE (Планктон, Аэрозоль, Облако, Экосистема океана) передала исследователям первые оперативные данные, что стало возможным отчасти благодаря инновационной технологии хранения данных из сети ближнего космоса НАСА, которая представила два ключевых усовершенствования для PACE и другие предстоящие научные миссии.
Когда спутник вращается в космосе, его системы генерируют важные данные о состоянии космического корабля, его местоположении, сроке службы батареи и многом другом. Все это происходит в то время, как научные инструменты мисcии собирают изображения и данные, подтверждающие общую цель спутника.
Затем эти данные кодируются и отправляются обратно на Землю по радиоволнам через сеть ближнего космоса НАСА и сеть дальнего космоса, но не без проблем.
Одной из проблем являются большие расстояния, где сбои или задержки являются обычным явлением. Сбои в работе спутников аналогичны тем, с которыми сталкиваются интернет-пользователи на Земле из-за буферизации или неисправных каналов связи. В случае сбоя сеть, устойчивая к задержкам и сбоям, или DTN, может безопасно хранить и пересылать данные после открытия пути.
Сеть ближнего космоса НАСА интегрировала DTN в четыре новые антенны и космический корабль PACE, чтобы продемонстрировать преимущества этой технологии для научных миссий. Сеть, которая поддерживает связь для космических миссий в радиусе 1,2 миллиона миль от Земли, постоянно расширяет свои возможности для поддержки научных и исследовательских миссий. Инструмент цвета океана (OCI) спутника НАСА PACE обнаруживает свет в гиперспектральном диапазоне, что дает ученым новую информацию для дифференциации сообществ фитопланктона – уникальная способность новейшего спутника НАСА, наблюдающего за Землей. На этом первом изображении, опубликованном OCI, идентифицированы два разных сообщества этих микроскопических морских организмов в океане у побережья Южной Африки 28 февраля 2024 года. На центральной панели этого изображения синехококк показан розовым цветом, а пикоэукариоты — зеленым. На левой панели этого изображения показан естественный цвет океана, а на правой панели показана концентрация хлорофилла-а, фотосинтетического пигмента, используемого для определения присутствия фитопланктона. Кредит: НАСА
«DTN — это будущее космической связи, обеспечивающее надежную защиту данных, которые могут быть потеряны из-за сбоя», — сказал Кевин Коггинс, заместитель помощника администратора программы НАСА по космической связи и навигации (SCaN). «PACE — это первая оперативная научная миссия, использующая DTN, и мы используем ее для передачи данных операторам миссий, контролирующих батареи, орбиту и многое другое. Эта информация имеет решающее значение для операций миссии».
PACE, спутник, расположенный примерно в 250 милях над Землей, собирает данные, чтобы помочь исследователям лучше понять, как океан и атмосфера обмениваются углекислым газом, измерять атмосферные переменные, связанные с качеством воздуха и климатом, а также следить за здоровьем океана, изучая фитопланктон — крошечные растения и водоросли. .
Хотя PACE является первым научным пользователем DTN, демонстрация этой технологии ранее уже проводилась на Международной космической станции.Новые антенны Сети ближнего космоса на Аляске, в Чили, Норвегии и Вирджинии. Они были разработаны в сотрудничестве с KSAT. Кредит: НАСА
Эти новые антенны в Фэрбенксе, Аляска; Остров Уоллопс, Вирджиния; Пунта-Аренас, Чили; и Шпицберген, Норвегия, позволяют миссиям одновременно передавать терабайты научных данных. Точно так же, как ученые и инженеры постоянно совершенствуют возможности своих приборов, НАСА также совершенствует свои системы связи, позволяющие осуществлять миссии вблизи Земли и в глубоком космосе.
Находясь на орбите Земли, PACE будет передавать свои научные данные 12–15 раз в день на три новые антенны сети. В целом миссия будет отправлять 3,5 терабайта научных данных каждый день.
Такие сетевые технологии, как DTN и четыре новые антенны, являются последними усовершенствованиями в каталоге услуг Near Space Network для поддержки научных миссий, полетов человека в космос и технологических экспериментов.
«Сеть ближнего космоса НАСА теперь обладает беспрецедентной гибкостью, позволяя ученым и руководителям операций получать больше ценной информации, необходимой им для обеспечения успеха их миссии», — сказал Коггинс.
В дополнение к этим новым возможностям сеть также увеличивает количество коммерческих антенн в своем портфолио. В 2023 году НАСА направило Службе ближней космической сети запрос на поиск коммерческих поставщиков для интеграции в расширяющийся портфель сети. С увеличением пропускной способности сеть может поддерживать дополнительные научные миссии и возможности нисходящей связи.
Помимо DTN, Near Space Network работала с коммерческим партнером Kongsberg Satellite Services в Норвегии над интеграцией в сеть четырех новых антенн для поддержки PACE.