El Telescopio Espacial James Webb de la NASA está a casi 1 millón de millas (1,5 millones de kilómetros) de la Tierra, orbitando el punto de Lagrange Sol-Tierra a la distancia? Usamos DSN (Red del espacio profundo) para comunicarse con el observatorio. Recibimos datos cuando nos comunicamos con Webb usando la antena DSN
Sandy Kwan, administradora de la interfaz de tareas de Webb dentro de DSN, señala que «Cada fascinante imagen web que ha aparecido en nuestras pantallas no habría sido posible sin el apoyo de las antenas y las tripulaciones de DSN, la columna vertebral de las comunicaciones interplanetarias..«
DSN tiene tres bases en todo el mundo, cada una ubicada a 120 grados de distancia. Las antenas están ubicadas en Goldstone, California; Camberra, Australia; y Madrid, España. Esto nos permite comunicarnos con Webb en cualquier momento mientras la Tierra gira. DSN es administrado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en el sur de California. Kari Bosley, Planificador principal de misiones web en el Instituto de ciencia del telescopio espacial (STSCI), nos guía a través de este proceso de comunicación entre la web y DSN.
«¿Cómo se programa el tiempo de contacto con Webb? No es tan simple como levantar el teléfono y llamar al telescopio. Antes de que la Tierra pueda conectarse con Webb, suceden varias cosas antes de que se pueda programar la comunicación. En promedio, el Centro de operaciones de la misión Webb se comunica con el observatorio al menos 2-3 veces cada 24 horas. El Centro de Operaciones de la Misión (MOC) ubicado en STScI, hay planificadores de misiones en JPL y, por supuesto, los campus de DSN. Los planificadores de misiones en STScI trabajan con los planificadores de misiones en JPL para construir conexiones a la Web.
“¿Cómo sabemos cuándo contactar a Webb? El Instalación de Mecánica de Aeronaves En el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, el MOC transmite períodos visibles del observatorio al STScI desde esos tres sitios DSN diferentes. El planificador de la misión compara esos tiempos con los del sistema de planificación, donde otras misiones compiten por el tiempo con su nave espacial. Todas las misiones requieren una cierta cantidad de tiempo para comunicarse con su nave espacial, y eso depende de dónde se encuentre la nave espacial en el espacio. Hay momentos en que los conflictos entre varias tareas exigen el mismo recurso al mismo tiempo. Cuando esto sucede, nuestro planificador de misiones en JPL negocia con otras misiones para llegar a un compromiso que satisfaga todas las misiones. Una vez completadas todas las negociaciones, los horarios se envían a los planificadores de trabajo con 6 meses de anticipación. El cronograma para las primeras 8 semanas es fijo y no se permiten cambios a menos que haya una emergencia o un evento crítico en la nave espacial. Los períodos posteriores están sujetos a negociaciones continuas.
«Cada uno locales de DSN Tiene una variedad de antenas, incluidas antenas de 70 metros (230 pies de diámetro), 34 metros (111 pies de diámetro) y 26 metros (85 pies de diámetro). Los campus de DSN usan antenas de 34 metros con antenas de respaldo de 70 metros para comunicarse con la Web. DSN admite varias asignaciones de frecuencias de radio, como las frecuencias de banda S y banda Ka utilizadas por la Web. La banda S tiene un ancho de banda más bajo y la usamos para enviar comandos a la nave espacial (p. ej., iniciar la reproducción de la grabadora), recibir telemetría de ingeniería, monitorear la salud y la seguridad del observatorio y el alcance. El rango es el proceso de determinar la posición y la ruta de una red en función del retraso entre el momento en que se envía una señal y el momento en que regresa al suelo.
“Usamos la banda Ka para descargar datos de ciencia e ingeniería almacenados y algo de telemetría de la nave espacial. Si usa la banda S para descargar datos, tomará varios días descargar los datos de cada día. Con Ka-band, toma mucho menos tiempo y puede terminar de descargar todos los datos almacenados en un par de horas. Se utiliza una antena de alta ganancia en la web para el enlace descendente de banda Ka y una antena mediana para el enlace ascendente y descendente de banda S.. La mayoría de nuestras interacciones duran de 2 a 6 horas. Generalmente, solicitamos un mínimo de 4 horas de contacto. Dado que DSN proporciona casi 40 tareas diferentes, la programación es compleja.
“Hay momentos en que nuestras interacciones son cortas y largas. Con cada conexión, a medida que el telescopio continúa realizando observaciones científicas y adquiriendo más datos, es importante vincular la mayor cantidad de datos posible. Cuando estamos fuera de contacto, el telescopio continúa haciendo observaciones científicas automáticamente. Estos datos se almacenan en una grabadora de estado sólido y se conectan a nuestra próxima conexión. El Webb MOC en STScI recibe e ingiere los datos Archivo Barbara A. Mikulski para el Telescopio Espacial Para el procesamiento y la calibración, los observadores reciben datos de sus observaciones.
“Aquellos interesados en enlaces descendentes y ascendentes entre las misiones de la NASA y DSN pueden visitar el sitio web ‘Deep Space Network Now’. https://eyes.nasa.gov/dsn/dsn.html. Puede ver las tareas y los recursos utilizados activamente en DSN».
Sobre el Autor:
Gary Bosley es un planificador principal de misiones en la Rama de Ingeniería de Sistemas Terrestres en el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial. Planea operaciones en el telescopio espacial James Webb. Colabora con otros planificadores y programadores de misiones para obtener tiempo de contacto para la web a través de Deep Space Network. Kari agradece a Carl Hansen (ingeniero de sistemas de naves espaciales web en STScI) por proporcionar información sobre el alcance y las tasas de datos.
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