La Estación de Espacio Profundo 14 (DSS-14) de 70 metros (330 pies) es la antena más grande de la Red de Espacio Profundo en el Complejo de Comunicaciones de Espacio Profundo Goldstone cerca de Barstow, California. Créditos: NASA / JPL-Caltech

La DSN (Deep Space Network) se está actualizando para comunicarse con más naves espaciales que nunca y para adaptarse a las necesidades cambiantes de las misión.

Cuando el rover Perseverance Mars 2020 de la NASA aterrizó en el Planeta Rojo, la Red de Espacio Profundo (DSN) de la agencia estaba allí, lo que permitió a la misión enviar y recibir los datos que ayudaron a hacer posible el evento. Cuando OSIRIS-REx tomó muestras del asteroide Bennu el año pasado, el DSN jugó un papel crucial, no solo en el envío de la secuencia de comandos a la sonda, sino también en la transmisión de sus impresionantes fotos a la Tierra.

La red ha sido la columna vertebral de las comunicaciones del espacio profundo de la NASA desde 1963, apoyando 39 misiones con regularidad, con más de 30 misiones de la NASA en desarrollo. El equipo detrás de esto ahora está trabajando arduamente para aumentar la capacidad, realizando una serie de mejoras en la red que ayudarán a avanzar en la exploración espacial futura.

Administrado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA para el Programa de Navegación y Comunicaciones Espaciales, en la Sede de la NASA dentro de la Dirección de Misión de Operaciones y Exploración Humana, la DSN es lo que permite a las misiones rastrear, enviar comandos y recibir datos científicos de naves espaciales lejanas.

La red consiste en antenas en tres complejos distribuidos uniformemente alrededor del mundo en el complejo Goldstone cerca de Barstow, California; en Madrid, España; y en Canberra, Australia. Además de las misiones de apoyo, las antenas se utilizan regularmente para realizar investigaciones científicas: estudiar planetas, agujeros negros y rastrear objetos cercanos a la Tierra.

“La capacidad es una gran presión y nuestro programa de mejora de antenas ayudará en eso. Esto incluye la construcción de dos nuevas antenas, aumentando nuestro número de 12 a 14 ”, dijo Michael Levesque de JPL, subdirector de DSN.

Explora la enorme antena DSS-14 de 70 metros (330 pies) de la NASA en el Complejo de Comunicaciones del Espacio Profundo Goldstone en Barstow, California, en este video de 360 grados. Además de comunicarse con naves espaciales en todo el sistema solar, el DSS-14 y otras antenas DSN también se pueden utilizar para realizar investigaciones científicas. Créditos: NASA / JPL-Caltech

Actualizaciones de red

En enero de 2021, el DSN dio la bienvenida a su plato número 13 a la familia. Denominada Deep Space Station 56 (DSS-56), esta nueva antena parabólica de 34 metros de ancho (112 pies de ancho) en Madrid es una antena “todo en uno”. Las antenas construidas previamente están limitadas en las bandas de frecuencia que pueden recibir y transmitir, lo que a menudo las restringe a comunicarse con naves espaciales específicas. DSS-56 fue el primero en utilizar la gama completa de frecuencias de comunicación de DSN tan pronto como se conectó y puede comunicarse con todas las misiones que admite DSN.

Poco después de poner en línea el DSS-56, el equipo de DSN completó 11 meses de actualizaciones críticas a la Estación Espacial Profunda 43 (DSS-43), la enorme antena de 70 metros (230 pies) en Canberra. DSS-43 es el único plato en el hemisferio sur con un transmisor lo suficientemente potente y que transmite la frecuencia correcta para enviar comandos a la distante nave espacial Voyager 2, que ahora se encuentra en el espacio interestelar. Con transmisores reconstruidos y equipos de instalaciones mejorados, DSS-43 servirá a la red durante las próximas décadas.

“La actualización de DSS-43 fue un gran logro, y estamos en camino de ocuparnos de las próximas dos antenas de 70 metros en Goldstone y Madrid. Y continuamos entregando nuevas antenas para abordar la creciente demanda, todo durante el COVID-19 ”, dijo Brad Arnold, gerente de DSN de JPL.

Las mejoras son parte de un proyecto para satisfacer no solo la mayor demanda, sino también las necesidades cambiantes de la misión.

Las misiones generan cada vez más datos que en el pasado. La tasa de datos de las naves espaciales del espacio profundo ha crecido más de 10 veces desde las primeras misiones lunares en la década de 1960. A medida que la NASA mira hacia el envío de humanos a Marte, esta necesidad de mayores volúmenes de datos solo aumentará aún más.

Comprueba con qué nave espacial se están comunicando actualmente las antenas de la red de espacio profundo a través de DSN Now. Haga clic en un plato para obtener más información. Créditos: NASA / JPL-Caltech

Las comunicaciones ópticas son una herramienta que puede ayudar a satisfacer esta demanda de mayores volúmenes de datos mediante el uso de láseres para permitir una comunicación de mayor ancho de banda. Durante los próximos años, la NASA tiene planeadas varias misiones para demostrar las comunicaciones láser que mejorarán la capacidad de la agencia para explorar más lejos en el espacio.

Nuevos enfoques

La red también se está enfocando en nueva maneras de realizar su trabajo. Por ejemplo, durante la mayor parte de la historia de DSN, cada complejo se operó localmente. Ahora, con un protocolo llamado «Follow the Sun», cada complejo se turna para ejecutar toda la red durante su turno de día y luego cede el control al siguiente complejo al final del día en esa región, esencialmente, una carrera de relevos global que tiene lugar cada 24 horas.

Tres carteles llamativos con las antenas más grandes de 70 metros (230 pies) ubicadas en los tres complejos de Deep Space Network en todo el mundo están disponibles para descargar aquí. Créditos: NASA / JPL-Caltech

Los ahorros de costos resultantes se han incorporado a la mejora de las antenas y el esfuerzo también ha fortalecido la cooperación internacional entre los complejos. “Cada sitio trabaja con los otros sitios, no solo durante los períodos de transferencia, sino también en el mantenimiento y en el desempeño de las antenas en un día determinado. Realmente nos hemos convertido en una red operativa global ”, dijo Levesque.

La red también ha implementado nuevos enfoques para gestionar las comunicaciones en el espacio profundo. Por ejemplo, en el pasado, si varias naves espaciales dando vueltas alrededor de Marte necesitaban ser contactadas al mismo tiempo, la red tendría que apuntar una antena por nave espacial a Marte, potencialmente usando todas las antenas en un complejo dado. Con un nuevo protocolo, el DSN puede recibir múltiples señales de una sola antena y dividirlas en el receptor digital. “Adaptamos esto de las implementaciones comerciales de telecomunicaciones en beneficio de la eficiencia de nuestra red”, dijo Arnold.

Un nuevo protocolo adicional permite a los operadores supervisar múltiples actividades simultáneamente. Tradicionalmente, cada actividad de la nave espacial tenía un solo operador dedicado. Ahora, el DSN utiliza un enfoque que aprovecha la automatización para permitir que cada operador supervise múltiples enlaces de naves espaciales simultáneamente. Por primera vez, el DSN ahora puede automatizar completamente la secuenciación y ejecución de pases de seguimiento, y el esfuerzo continuará mejorando con el tiempo.

“El futuro de la DSN seguirá el espíritu y el impulso de las misiones científicas que están volando por ahí. Es nuestra responsabilidad habilitarlos. Y lo hacemos a través de las comunicaciones ”, dijo Arnold.

Traducción no oficial con fines divulgativos del artículo original en Inglés escrito por Laurance Fauconnet
Créditos: NASA / JPL-Caltech / Laurance Fauconnet

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