呼吸空间 “一些任务使用的资源超出了其文书上所述的量。” NASA 位于加州的戈德斯通深空通信复合体的 70 米天线档案照片。图片来源：NASA/JPL-Caltech 在近四年前的阿提米斯 I 任务中，NASA 将其深空网络推向了极限。全球的深空通信天线阵列无法跟上 40 个机器人科学任务的常规需求，以及 NASA 的猎户座航天舱飞行月球时所需的非凡冲击。 2022 年底的这种经历减少或延迟了多个高调科学任务的下行通信，包括詹姆斯·韦布太空望远镜和火星探测车，因为信息需求巨大的阿提米斯 I 任务在 NASA 的通信网络中优先处理。而这一切发生在首个载人阿提米斯任务之前。 当阿提米斯 II 于 4 月 1 日发射时，NASA 再次呼叫深空网络 (DSN)，将任务控制中心与飞行在离地球超过 25 万英里的猎户座航天舱连接起来。 因为航天器内有四名成员，NASA 对阿提米斯 II 上猎户座的数据信息的需求比阿提米斯 I 时更为迫切。但阿提米斯 II 任务持续了九天多，比阿提米斯 I 在太空中呆的 25 天短，有助于缓解通信过载。阿提米斯 I 还将 10 个小立方卫星发射入深空，其中许多需要来自 DSN 的跟踪和电信服务。阿提米斯 II 携带的立方卫星则较少。 “我们在阿提米斯 I 中学到了很多东西，并在阿提米斯 II 之前实际上实施了一些新的过程，主要集中在协调和与所有任务的调度流程上，而不仅仅是猎户座航天器本身，” NASA 太空通信与导航项目的能力开发副项目经理格雷格·赫克勒说。“我认为这次表现良好。” 学到的经验 赫克勒说，NASA 的科学部门负责大多数使用 DSN 的任务，在阿提米斯 II 之后向网络管理员提供了“积极反馈”。但网络的限制和高需求继续在 NASA 的任务之间“造成一些资产争夺”。 “在阿提米斯 I 期间，我们有一个子系统叫做私有云设备 (Private Cloud Appliance)。这个 PCA 实际上在阿提米斯 I 中失败了。因为这一故障及其高可见度，我们实际上得到了来自我们的登月到火星计划的一些额外资源，并得以在阿提米斯 II 之前有效地安装了一个新的子系统，”赫克勒说。 对信号的需求只会越来越高。 NASA 及其商业和国际合作伙伴计划在未来几年内发射许多月球任务。NASA 正在与商业供应商合作建设用于月球任务的专用网络的地面天线，称为月球探索地面站（Lunar Exploration Ground Sites, LEGS），以便为 DSN 腾出更多容量以支持其他航天器。商业公司还在开发数据中继卫星，在月球轨道上飞行，以支持未来的着陆器和月球基地的建设。高带宽光通信也可能是另一种解决方案。 NASA 在阿提米斯 II 上成功测试了一种激光通信终端。赫克勒在小天体评估小组会议上说：“我们必须作为一个社区共同努力来应对阿提米斯任务期间的更高竞争水平，但我们正在尽一切努力建立非 DSN，或者新的基础设施，以承担这种负担和负荷。” 请求更多 目前的负担包括大约 40 个运营任务，这些任务依赖加利福尼亚、西班牙和澳大利亚的 DSN 天线与地球保持联系。大多数 NASA 的任务超出其原始设计寿命，因此当该机构发射新航天器时对网络造成更长期的需求。预计未来 10 年还会有约 40 个任务需要 DSN，而目前正在使用网络的 40 个任务中的许多任务在这段时间内很可能仍在运行。 NASA 最具数据密集型的任务之一，南希·格雷斯·罗曼太空望远镜计划在 8 月发射。它通过 DSN 返回的数据量将超过 NASA 之前所有天体物理任务的总和。作为阿提米斯 I 第二级有效载荷发射的 10 个立方卫星对 DSN造成了意想不到的负担。一些小卫星在从火箭发射后不久就失踪，其操作员要求 DSN 利用其巨型天线搜索这些立方卫星，因为它们进入深空，这进一步加剧了网络已经在与猎户座航天器的通信中所经历的挤压。赫克勒表示：“在新的任务加入 DSN 之前，我们现在严格要求进行可行性研究，以查看是否有足够的容量来做出这样的承诺。” “因此，我们试图通过数据和分析来平衡新需求与我们必须处理的传统任务。