50 年経った今でも、このアポロ時代のアンテナはボイジャー 2 号と通信しています

50年以上にわたり、 深宇宙ステーション 43 太陽系を探査し、宇宙探査機が宇宙の彼方に進出する際に、宇宙探査機にとって非常に貴重なツールとなっています。 DSS-43 無線アンテナは、 キャンベラ深宇宙通信施設オーストラリアのキャンベラ近郊では、期間中、人間と探査機の間の通信ラインを開いたままにしています。 NASA ミッション。

現在、全データの 40% 以上が天体探検家によって取得されています。 ボイジャー、 ニューホライズン、 そしてその 火星探査機キュリオシティ、DSS-43を介して送信されます。

「オーストラリア最大のアンテナとして、DSS-43 は数十のロボット宇宙船との双方向通信を提供してきました。」と IEEE 次期会長 キャスリーン・クレイマー アンテナが認定された式典で述べた。 IEEE マイルストーン。 クレイマー氏は、「アポロ計画や NASA の火星探査車などのミッションをサポートしてきました」と述べています。 精神 そして 機会 ボイジャーによる太陽系のグランドツアーへ。

「実際、これは地球上に残っている唯一のアンテナであり、 ボイジャー2号」

NASA が DSS-43 を必要とした理由

太陽系を何十億キロも離れたところを疾走する宇宙船との双方向通信を維持することは並大抵のことではありません。 NASAの研究者 ジェット推進研究室カリフォルニア州パサデナの研究者らは、遠く離れた宇宙探査機との通信には前例のない精度のパラボラアンテナが必要であることを知っていました。 1964 年に、NASA をサポートするために、DSS-43 の前身である DSS-42 を構築しました。 マリナー4号宇宙船1965 年 7 月に史上初めて火星のフライバイに成功したときのことです。アンテナには直径 26 メートルのアンテナが付いていました。 JPL とスペインにある他の 2 つのアンテナとともに、DSS-42 は火星の最初のクローズアップ画像を取得しました。 DSS-42 は 2000 年に廃止されました。

NASA のエンジニアは、火星を超えてミッションを遂行するには、より高感度のアンテナが必要になると予測しました。 そこで彼らは 1969 年に直径 64 メートルの皿を備えた DSS-43 の開発に着手しました。

DSS-43 は 1972 年 12 月にオンラインになり、アポロ 17 号によって月面から送信されたビデオと音声の送信を受信するのにちょうど間に合いました。 1980 年代初頭に 42 のディッシュがアップグレードされた後でも、DSS-42 よりも優れた到達距離と感度を備えていました。

2 つのアンテナの能力の差は 1987 年に広がり、そのとき DSS-43 は 1989 年のボイジャー 2 号の惑星海王星との遭遇を見越して 70 メートルのアンテナを装備しました。

それ以来、DSS-43は深宇宙探査機との連絡を維持するために不可欠なものとなっています。

この皿の注目すべき特徴はその大きさだけではありません。 皿の製造者は、皿の表面に凹凸や粗い斑点がないことを確認するために多大な労力を費やしました。 皿の表面が滑らかであればあるほど、入射波を信号検出器に集中させることができるため、信号対雑音比が高くなります。

DSS-43 は 0.005 度 (18 秒角) の指示精度を誇ります。これは、遠く離れた宇宙船の受信機に直接指示されていることを確認するために重要です。 ボイジャー 2 号は 23 ワットの無線機を使用して放送します。 しかし、信号が太陽圏界面から地球までの数十億キロメートルの距離を通過するまでに、その出力はデジタル時計を動かすのに必要なレベルの200億分の1にまで弱まってしまいます。 伝送から有用な情報を収集するには、入射信号のあらゆるビットを捕捉することが重要です。

このアンテナには、400 キロワットの出力が可能で、ビーム幅が 0.0038 度の送信機が搭載されています。 1987 年のアップグレードがなければ、DSS-43 から太陽系の外を航行する宇宙船に送信された信号は、おそらく決して目標に到達しなかったでしょう。

NASAの深宇宙ネットワーク

DSS-43 が設置されているキャンベラ深宇宙施設は、JPL が運営する 3 つの追跡ステーションのうちの 1 つです。 他の 2 つは DSS-11 です。 ゴールドストーン深宇宙通信施設 カリフォルニア州バーストー付近、DSS-63 マドリッド深宇宙通信施設 スペインのロブレド・デ・チャベラにて。 これらの施設は一緒になって深宇宙ネットワークを構成します。 最も機密性の高い科学通信システム NASAによると、地球上で。 ネットワークは常に、科学ミッションを実行する数十の宇宙船を追跡しています。 3 つの施設は経度約 120 度離れて配置されています。 戦略的な配置により、地球が回転するときに、少なくとも太陽系面に近いアンテナの少なくとも 1 つが追跡対象の物体への視線を確保できるようになります。

しかし、DSS-43 はトリオの中で唯一のメンバーです。 ボイジャー2号との連絡を維持する。 1989 年に海王星の衛星トリトンを通過して以来、ボイジャー 2 号は惑星の面の下を飛行しており、そのため地球の北半球のどの無線アンテナとも視線が合わなくなっています。

DSS-43 が引き続き最長の長距離通話を発信できるようにするために、アンテナは 2020 年に一連の更新を受けました。新しい X バンド コーンが取り付けられました。 DSS-43 は、X (8 ～ 12 ギガヘルツ) および S (2 ～ 4 GHz) 帯域で無線信号を送信します。 X、S、L (1 ～ 2 GHz)、および K (12 ～ 40 GHz) 帯域の信号を受信できます。 皿の指示精度もテストされ、再認定されました。

更新が完了すると、テスト コマンドがボイジャー 2 号に送信されました。約 37 時間後、DSS-43 は宇宙探査機から通話を受信したことを確認する応答を受信し、問題なくテスト コマンドを実行しました。

DSS-43 は現在も地球とボイジャー 2 号の間で信号を中継しており、ボイジャー 2 号は 2018 年に太陽圏界面を通過し、現在地球から約 200 億キロ離れています。

[From left] オーストラリアのキャンベラ深宇宙通信施設で行われたIEEEマイルストーンの落成式に出席したIEEEリージョン10ディレクターのランス・ファン氏、ケビン・ファーガソン氏、IEEE次期会長キャスリーン・クレイマー氏、IEEEオーストラリア首都圏セクションの元会長アンバリッシュ・ナトゥ氏。 ファーガソン氏は複合施設のディレクターだ。アンバリッシュ・ナトゥ

その他の重要なミッション

DSS-43 は、NASA を含む地球に近いミッションでも重要な役割を果たしています。 火星科学研究所 ミッション。 宇宙機関が送ったとき 好奇心ゴルフカートサイズの探査機であるDSS-43は、2011年に火星のゲイル・クレーターとシャープ山を探索するために、火星の大気圏に7分間の驚異的な降下を行ったキュリオシティを追跡しました。 無線信号が火星と地球の間の 3 億 2,000 万 km の距離を通過するのに約 20 分かかり、その後 DSS-43 が良いニュースを伝えました。探査車は安全に着陸し、動作しました。

「NASAは将来の世代の宇宙飛行士を月から火星に送る計画であり、DSS-43はNASAの深宇宙ネットワークの一部として重要な役割を果たすことになるでしょう」と述べています。 アンバリッシュ・ナトゥ、IEEE の上級会員であり、IEEE の元議長でもあります。 IEEE オーストラリア首都特別地域 (ACT) セクション。

DSS-43 は IEEE マイルストーン 3月、キャンベラ深宇宙通信施設で行われた式典で。

「これはオーストラリアで2回目のIEEEマイルストーン認定であり、ACTにとっては初めてのことです。」 ランス・ファンとIEEEリージョン10ディレクターは式典で述べた。 現在、この技術を示す銘板が複合施設に展示されています。 こう書かれています:

1972 年に初めて運用され、その後 1987 年にアップグレードされた深宇宙ステーション 43 (DSS-43) は、アポロ 17 号の月探査、バイキング火星着陸船、パイオニアおよびマリナー惑星探査機、およびボイジャーの木星、土星との遭遇をサポートした操縦可能なパラボラ アンテナです。天王星と海王星。 太陽系やその先を探索する多くのロボットや人間によるミッションの計画には、NASA の深宇宙ネットワークにおける重要な通信と追跡のための DSS-43 が含まれています。

によって管理されています IEEE 歴史センター マイルストーン プログラムは寄付者の支援を受けて、世界中の優れた技術開発を表彰します。 IEEE オーストラリア首都特別地域セクションがこの推薦を後援しました。