Přetížení Deep Space Network

Rostoucí počet vesmírných misí, zahrnující pilotované i nepilotované mise, začíná neúměrně zatěžovat komunikační síť NASADSN (Deep Space Network). Díky rostoucím požadavkům na využití sítě v kombinaci se sníženým rozpočtem dochází k vytváření velikého provozního tlaku na tuto síť. Systém DSN je složen z antén umístěných v Austrálii, Kalifornii a Španělsku, který se používá především pro komunikaci s misemi mimo oběžnou dráhu Země. Loňská mise Artemis 1 však ukázala, že požadavky, které jsou kladeny na síť během této doby, jsou nadměrné a bude třeba je řešit.

Start rakety SLS na misi Artemis 1

Start rakety SLS na misi Artemis 1
Zdroj: wikipedia.org

Dne 12. července 2023 vydal úřad generálního inspektora NASA zprávu z auditu DSN. Ze zprávy vyplývá, že síť DSN je přetížená vlivem narůstajícího počtu vesmírných misí. V praxi to znamená, že mise vyžadují více času, než může poskytnout současná kapacita sítě, kdy poptávka převyšuje nabídku někdy až o 40 procent. Podle interní studie, kterou provedla NASA, se odhaduje, že do roku 2030 vzroste požadavek na využití kapacity DSN až o 50%. Dle nynější ředitelky DSN, Suzanne Dodd, se jedná opravdu o velký problém, který je třeba řešit již nyní. Své obavy vyjádřila již během setkání vědeckého výboru NASA dne 29. srpna.

„Během mise Artemis muselo dojít k jejímu upřednostnění na úkor ostatních misí, což má dopad na všechny vědecké mise“ 

Například v případě mise Artemis 1 zabrala, z pohledu DSN, samotná kosmická loď Orion 903 hodin času, zatímco starty osmi cubesatů, jako sekundárního nákladu trvaly dalších 871 hodin. Vědecké mise využívající DSN ztratily ve stejném období 1 585 hodin, včetně vesmírného dalekohledu Jamese Webba, který sám ztratil 185 hodin. NASA také odložila údržbu na DSN během Artemis 1, aby uvolnila dalších 509 hodin. Jednou z věcí, která překvapila členy vědeckého výboru, bylo množství času použitého DSN na cubesatech, což znepokojilo ředitelku DSN.

Nejsem si jistá nápadem využít mise Artemis k vynášení cubesatů. Nemyslím si, že je to dobré využití, když je vaše DSN přetíženo.“

Podle Suzanne Dodd většinu času DSN využívaly cubesaty na operace, které nazývala „pátrání a záchrana“, když se dostaly do problémů. Dodd tedy navrhla NASA, aby se takového úsilí agentura zdržela, pokud budoucí mise Artemis ponesou cubesaty.

„Pravděpodobně jsme strávili spoustu času hledáním těchto cubesatů a věcí, které nefungovaly, což bych v budoucnu doporučila nedělat. Pokud neuslyšíme váš signál, vaše mise je u konce.“

Cubesaty umístěné ve stupni ICPS rakety SLS

Cubesaty umístěné ve stupni ICPS rakety SLS
Zdroj: nasa.gov

Suzanne Dodd uvedla také jeden příklad problému, který se stal během mise Artemis 1. Právě během Artemis 1 došlo k selhání systému nazývaném jako „privátní cloudové zařízení“ na pracovišti Goldstone v Kalifornii, což způsobilo 33hodinový výpadek. Pracovníci DSN dokázali vyvinout vlastní „provizorní“ řešení k zabránění opakování této situace, ale jak uvedla sama Suzanne Dodd, nepatří to mezi top řešení, které dokáže stoprocentně zabránit opakování výpadku. Problémem je, že není ani dostatek finančních prostředků, aby mohlo být dovyvinuto adekvátní řešení. Problémy sítě DSN umocňuje i stále se snižující rozpočet, kdy byl například v roce 2010 rozpočet sítě okolo 250 milionů dolarů. Tento rozpočet ale postupně klesal na nynějších 200 milionů dolarů a předpokládá se, že se bude nadále snižovat. Dle vyjádření nynějšího ředitele divize síťových služeb programu NASA Space Communications and Navigation, Philipa Baldwina, podniká NASA všechny možné kroky k řešení nynější situace. Na schůzce nastínil čtyřbodový plán, který zahrnuje modernizaci DSN antén, instalaci nové sady 18 metrových antén s názvem LEGS věnovaných službám průzkumu Měsíce, rozvoji lunárních komunikací a navigačních služeb kolem Měsíce s posílením mezinárodních partnerství. Připustil však, že tyto kroky samy o sobě, stejně jako síť LEGS se šesti anténami nevyřeší všechny problémy DSN, protože deficit sítě je větší, než pokryjí další plánované antény. Není ani možné si nyní říct, že se zdvojnásobí kapacita sítě, protože NASA neočekává dodatečné financování DSN kvůli dohodě o dluhovém stropu, která byla uzákoněna v červnu 2023. Tato dohoda ponechává diskreční výdaje na jiné než obranné účely, včetně NASA, na úrovni roku 2023 i pro fiskální rok 2024.

Graf zobrazující využití hodin DSN během FY 2022

Graf zobrazující využití hodin DSN během FY 2022
Zdroj: NASA Office of Inspector General

„Dosáhli jsme skutečně kritického bodu se stárnoucí infrastrukturou DSN“ řekla Sandra Cauffman, zástupkyně ředitele astrofyzikální divize NASA, která se podílela na studiích DSN. Zároveň poznamenala, že problémy budou pokračovat i s upgrady, jako je LEGS. NASA začala v roce 2010 se stavbou nových, 34 metrů širokých antén v rámci projektu DAEP (Deep Space Network Aperture Enhancement Project). Projekt se ovšem opožďuje a  dochází k překročení plánovaného rozpočtu. Nyní je zpoždění projektu cca pět let.

Členové výboru strávili část schůze tím, že navrhovali doporučení NASA k řešení problémů DSN a zvažovali povýšení problému na Národní vesmírnou radu. Ellen Williamsová, předsedkyně vědeckého výboru, však poznamenala, že žádná doporučení nemohou být formálně předána NASA, dokud nebudou schválena celou poradní radou NASA, která by se neměla sejít dříve než v listopadu.

 

Graf zobrazující předpokládaný nárůst potřebné kapacity DSN v budoucích letech

Graf zobrazující předpokládaný nárůst potřebné kapacity DSN v budoucích letech
Zdroj: NASA Office of Inspector General

EDIT 5. září 8:30
Přikládám odkaz na Deep Space Network Services Catalog

EDIT 6. září 8:30
Přikládám odkaz na aktuální využití antén DSN s grafikou 

EDIT 7. září 9:15
Přikládám odkaz na aktuální seznam misí obsluhovaných přes DSN

Přeloženo z:
https://spacenews.com/
NASA, Office of Inspector General Audit of NASA’s Deep Space Network, vydáno 12. července 2023

Zdroje obrázků:
static.tweaktown.com/news
https://blogs.nasa.gov/Artemis/
NASA, Office of Inspector General Audit of NASA’s Deep Space Network, strana 6
NASA, Office of Inspector General Audit of NASA’s Deep Space Network, strana 11

Print Friendly, PDF & Email

Kontaktujte autora: hlášení chyb, nepřesností, připomínky
Prosím čekejte...
Níže můžete zanechat svůj komentář.

14 komentářů ke článku “Přetížení Deep Space Network”

  1. Jan Karpis napsal:

    Bolo by možné využívať Starlink pre DSN?
    Uvažujem, že v istom rozsahu frekvencií by malo byť možné z viacerých malých snímacích bodov tvoriť fiktívny veľký snímač. Zároveň Elon sa orientuje na Mars a predtým na Mesiac, kde by sa taký systém komunikácie hodil. Možno solárne panely tomu bránia a tak to nie je možné ani teoreticky, ale ak je, tak by mali dokázali obsluhovať viac misií naraz zdá sa… ako to je 🙂 ?

    • Dušan Majer Administrátor napsal:

      Osobně to nepovažuji za pravděpodobné. Družice Starlink se pohybují na oběžné dráze okolo Země ve výšce 550 km (+/- nějakých pár desítek km) a jejich komunikační aparáty jsou orientovány směrem k Zemi, takže obslouží povrch Země a v nejlepším případě spodní část nízké oběžné dráhy Země. Naopak DSN slouží ke komunikaci se vzdálenými objekty. Druhý důvod je možná ještě závažnější. Pro komunikaci se vzdálenými objekty potřebujeme obrovské antény sítě DSN. To se bohužel větším množstvím malých dohnat nedá.

  2. vreckam napsal:

    Dobrý den,
    DSN je financována čistě z NASA? Není možné, aby ESA, JAXA, … spolufinancovaly provoz tohoto vele důležitého systému?
    Popřípadě, aby si tyto služby platili, dle hodin a z tohoto se financoval provoz a rozvoj? 200mil dolarů ročně mi přijde velice úsměvné, za vlastně „oči a uši“ z hlubokého vesmíru.

    • Tomáš Pojezný Redakce napsal:

      ESA provozuje svoji síť Estrack. Určitě dochází k přeúčtování poskytnutých služeb pro jednotlivé mise nebo nějaké spolupráci. Bohužel se mi nepodařilo ve finančních reportech najít nějakou informaci o tom. Ale zároveň si je důležité srovnat objem misí NASA a ostatních agentur.
      Přikládám seznam aktuálních misí obsluhovaných DSN do článku, pod EDIT.

  3. Vojta napsal:

    Jak je to s možností vybudovat velké antény a případně i radioteleskopy na oběžné dráze? Ideálně asi GEO, aby měly větší pozorovací úhel a jednodušší linku na povrch, ale není to nezbytně nutné. Některé špionážní družice využívají skládací antény o průměru kolem 100 metrů, což by pro komunikaci s misemi mimo oběžnou dráhu Země mělo stačit. Chápu, že to bude drahé, ale pokud se průzkum Sluneční soustavy bude rozvíjet i dále současným tempem, bude používání výhradně pozemní infrastruktury stále méně výhodné.

    • Tomáš Pojezný Redakce napsal:

      Dobrý den,
      podle všech informací jsou známa možná řešení, ale naráží na finanční strop pro DSN. Navíc zpoždění v rozšíření sítě je cca 5 let a to je znát, díky zpoždění je už teď jasné, že bude nedostatečná kapacita. Takže dle hesla, že peníze jsou AŽ na prvním místě můžeme čekat dále problémy. Využití antén na orbitě by teď nikdo nezaplatil, vývoj by byl v případě NASA na dlouhou dobu a je otázka co údržba.
      P.S. přidal jsem dnešním EDITEm odkaz na aktuální využití antén DSN.

  4. Spytihněv napsal:

    To, že „Pokud neuslyšíme váš signál, vaše mise je u konce“ smysl v době problémů DSN dává. Přece jen u těchto cubesatů jde spíše o experimenty, žádné přelomové objevy se neočekávají a přednost by měly mít důležité mise. Na druhou stranu by se po zkušenostech s první várkou mělo zapracovat na možnosti dobíjet jejich baterie i po montáži na raketu.

  5. vilous VÝSTRAHA napsal:

    Jak to počítají, že Artemis 1 spolykal 903 hodin? Mise trvala 25 dnů a 10 hodin, což je 610 hodin.

    • Tomáš Pojezný Redakce napsal:

      Dobrý den,
      DSN poskytuje i podporu během startu. Vzhledem k tomu, že byl start odkládán… Navíc DSN poskytuje i podporu během zkoušek a ověřování. Pokoušel jsem se najít nějaký rozpis, ale zatím se mi to nepodařilo. Předpokládám, že se hodiny akumulovaly odkládáním startu a využitím pro testování.

    • Jezo napsal:

      A nemoze to byt pocet „antenohodin“? Ze cez jednu antenu isli vysledky experimentov a cez druhu telemetriu? Pripadne ze sa komunikuje cez Antenu v Spanielsku, ale uz musia nastavit antenu v Australii?

      • Tomáš Pojezný Redakce napsal:

        Ani to se nevylučuje. Ale jak píšu, zatím jsem nedohledal.

      • Tomáš Pojezný Redakce napsal:

        Dnešním EDITem jsem přidal odkaz na aktuální využití DSN antén.
        Ve chvíli kdy jsem se díval běžely tři antény pro KOREA PATHFINDER LUNAR ORBITER současně. Takže vaše úvaha byla správná.

Zanechte komentář

Chcete-li přidat komentář, musíte se přihlásit.