Le Deep Space Network est en difficulté

Note de l’éditeur: Don Lincoln est un scientifique principal à Laboratoire national des accélérateurs Fermi. Il est écrivain quelques livres scientifiquescomprend des livres audio »La théorie du tout : une tentative d’expliquer toute la réalité.» Il a également réalisé une série vidéos d’enseignement scientifique. Suis-le Facebook. Les opinions exprimées dans ce commentaire sont les siennes. Voir plus d’avis sur CNN.

Selon la célèbre émission télévisée « Star Trek », l’espace est la dernière frontière. Bien que les défis des voyages spatiaux humains soient formidables, si les humains réussissent à coloniser d’abord le système solaire, puis les étoiles, notre avenir sera radieux et plein de ressources illimitées.

Nous avons commencé le processus d’exploration du système solaire, en lançant des sondes sans pilote pour diriger le processus. Les images qu’ils émettent depuis des planètes lointaines nous donnent une idée des merveilles que nous allons rencontrer. Cependant, il y a un problème. Le réseau qui nous relie à l’œil technologique est en difficulté.

Le Deep Space Network, ou DSN, est un ensemble de trois installations de radiotélescopes interconnectées réparties à travers le monde. Ces installations, situées en Californie, en Espagne et en Australie, sont gérées et exploitées pour la NASA par le Jet Propulsion Laboratory. Avec une distance de longitude d’environ 120 degrés, leurs emplacements ont été choisis de manière à ce qu’un vaisseau spatial situé à plus de 30 000 kilomètres (environ 18 640 miles) de la Terre puisse établir un contact radio avec au moins l’un d’entre eux.

Le DSN est le principal moyen utilisé par la NASA pour contacter les vaisseaux spatiaux éloignés de la Terre, y compris des merveilles techniques comme le télescope spatial James Webb, le rover Mars 2020 Perseverance et même la sonde lointaine Voyager 1 – l’objet artificiel actuellement le plus éloigné de la Terre. C’est vrai, sans DSN, l’exploration robotique de l’espace par la NASA ne serait pas possible.

Les problèmes liés au DSN sont doubles. Bien que ses performances aient été brillantes depuis ses débuts dans les années 1960 et qu’elles aient connu des améliorations régulières, sa pression fiscale est trop excessive et elle a cruellement besoin d’améliorations de ses infrastructures.

Il y a actuellement 40 missions qui dépendent des antennes DSN pour fonctionner, avec l’espoir que 40 missions supplémentaires soient lancées à l’avenir. Étant donné que certaines missions existantes fonctionnent toujours, la demande pour le réseau continuera d’augmenter.

La gravité de cette situation a été mise en évidence lors de la récente mission Artemis I de la NASA sur la Lune. Bien que cette mission soit sans pilote, le programme Artemis finira par emmener des astronautes à bord d’un vaisseau spatial appelé Orion dans l’espace, avec des plans pour faire atterrir des humains sur la Lune dès 2025. Le DSN sera la méthode par laquelle les contrôleurs de mission sur Terre communiqueront avec les astronautes et surveiller la trajectoire de l’avion.

Au cours de la mission Artemis I, le DSN a été utilisé pour suivre la capsule sans pilote Orion. La capsule est accompagnée de 10 petits « CubeSats » secondaires, qui sont de minuscules satellites dont la taille varie de la taille d’un grille-pain à la taille d’une mallette. Fondamentalement, ce sont des appareils bon marché qui peuvent effectuer certaines tâches.

Cependant, chaque CubeSat nécessite sa propre liaison DSN pour que le personnel technique au sol puisse surveiller ses performances, ce qui impose une lourde charge aux capacités du réseau de communication. Il est vrai qu’au cours des 25 jours de la mission Artemis I, d’autres missions scientifiques critiques ont été négligées.

Pour vous donner une idée de l’impact, le vaisseau spatial Orion a reçu 903 heures de temps DSN, tandis que le CubeSat a utilisé 871 heures supplémentaires de temps DSN.

Pendant le vol Artemis, l’utilisation du DSN a empêché les missions scientifiques critiques d’utiliser le réseau pendant 1 585 heures, dont 185 heures parce que le télescope spatial James Webb n’a pas pu communiquer avec la Terre. De plus, pendant que le vaisseau spatial Orion était en vol, la NASA a reporté la maintenance critique du DSN de 509 heures.

Mais cela ne veut pas dire que la mission d’Artemis n’est pas importante. D’un autre côté, si l’humanité veut retourner à l’exploration spatiale, il est essentiel de maintenir un contact radio avec ces courageux explorateurs. Et le besoin de capacités supplémentaires pour interagir avec les engins spatiaux sans pilote augmente, à la fois en raison de missions supplémentaires et du simple fait que les caméras modernes produisent des images plus nettes et nécessitent une connectivité plus rapide pour transmettre les images.

Essentiellement, cela n’est pas différent du streaming de télévision haute définition dans la mesure où cela nécessite plus de bande passante que l’ancienne définition standard. Comme le souligne un récent rapport de l’inspecteur général, la situation actuelle est intenable et ne fera qu’empirer.

Alors que faire? Plus important encore, nous devons écouter les professionnels de la communication qui dirigent la DSN et leur apporter le soutien dont ils ont besoin pour améliorer leurs capacités. Cela pourrait inclure la création d’antennes supplémentaires sur trois sites DSN, des mises à niveau électroniques des antennes actuelles et diverses mises à niveau supplémentaires.

Les coûts opérationnels de la mise à niveau du DSN sont relativement modestes. Au coût de plusieurs centaines de millions de dollars, les installations DSN peuvent être mises à jour et modernisées. Ce montant est dérisoire comparé au coût de 10 milliards de dollars du télescope spatial James Webb et de la mission Artemis, qui coûtera probablement plus de 40 milliards de dollars sur cinq ans.

Les deux missions, comme tous les programmes spatiaux, dépendent de communications fiables, sinon elles échoueront. Il est essentiel que nous financions les réseaux de communication qui permettent à ces efforts de réussir.

Si nous voulons explorer l’univers qui nous entoure, nous devons être capables de communiquer avec les âmes courageuses qui explorent la dernière frontière – les humains et les robots. Le Deep Space Network constitue le lien de la NASA avec les planètes et aura besoin d’un soutien supplémentaire si nous voulons oser aller là où personne n’est allé auparavant.

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