Dužnosnici američke svemirske agencije NASA-e zabrinuti su zbog Deep Space Networka (DSN), zbirke antena u američkoj saveznoj državi Kaliforniji, Španjolskoj i Australiji, koju se koristi za održavanje kontakta s misijama razasutim po Sunčevom sustavu.

Sve od NASA-inih misija Artemis na Mjesec, preko svemirskog teleskopa James Webb, do sondi Voyager u međuzvjezdanom prostoru oslanja se na DSN za primanje zapovijedi i prijenos podataka na Zemlju.

Trenutno se ukupno oko 40 svemirskih misija oslanja na DSN-ove antene. Još toliko bi ih trebalo biti pridodano narednog desetljeća, a pritom će brojne postojeće nastaviti biti aktivne.

Opterećenje će se, dakle, gotovo pa udvostručiti. Budući da će u njih biti uključeni astronauti, misije iz programa Artemis imat će jedinstvene zahtjeve.

Svaka od tri postaje na DSN-ovoj mreži ima antenu promjera 70 metara, što su najveće antene te vrste na svijetu. Svaka lokacija također ima najmanje tri antene promjera 34 metra.

Najstarija od velikih antena u Kaliforniji počela je s radom 1966. godine, da bi 1988. bila proširena na promjer od 70 metara.

Na čekanju je i Webb

Evo ilustracije problema na studiji slučaja misije Artemis I.

NASA-ina svemirska letjelica Orion provela je oko 25 dana putujući od Zemlje do daleke orbite oko Mjeseca, nakon čega je sletjela u Tihi ocean. Antene mreže DSN zajedno su provele 903 sata prateći i komunicirajući s tom letjelicom.

Ali to nije sve. U sklopu iste misije u duboki svemir poslano je raketom Space Launch System 10 satelita CubeSat.

Ti su sateliti bili u rasponu veličina od kutije za cipele do aktovke, s malim antenama i odašiljačima niske snage. Kako bi imali pouzdanu vezu, bilo je potrebno instalirati velike antene na Zemlji.

Osam od ovih satelita praćeno je pomoću DSN-a 871 sat, gotovo koliko i Artemis.

S ograničenim resursima i količinom antena, DSN je morao staviti na čekanje druge NASA-ine znanstvene misije kako bi se usredotočio na Orion i CubeSat.

Između ostalih, u drugi plan su stavljeni James Webb, Mars Reconnaissance Orbiter, misija Mars Odyssey i europski Mars Express, a bilo je odgođeno i više od 500 sati planiranog vremena održavanja.

Mali sateliti kao što su CubeSat uobičajeni su u niskoj Zemljinoj orbiti. Pružaju komercijalne usluge daljinskog očitavanja i prijenosa podataka, uz omogućavanje istraživačima prilike za izvođenje eksperimenata po mnogo nižoj cijeni nego da su na većoj svemirskoj letjelici.

NASA želi više koristiti CubeSat u istraživanju dubokog svemira za misije na Mjesec, Mars i asteroide. Ali cijenu za to trenutno povećanim opterećenjem plaća DSN, odnosno druge misije.

Većina korisnih tereta u sklopu misije Artemis naišla je na probleme nakon postavljanja, a s nekima je izgubljen kontakt.

DSN-ovim antenama trebalo je vremena da pokušaju locirati i uspostaviti komunikaciju sa satelitima CubeSat.

Potražnja neće pasti

NASA nije donijela konačnu odluku o tome hoće li misija Artemis II koristiti CubeSat. Planirana je za lansiranje krajem 2024. ili 2025. godine s četiri astronauta koji će letjeti oko daleke strane Mjeseca unutar kapsule Orion.

Agencija planira prilagoditi CubeSat na kasnijim Artemisovim misijama.

Kasnije ovog desetljeća NASA će od DSN-a zatražiti podršku ne samo za letjelicu posade Orion, već i za mini svemirsku stanicu Gateway, koju planira izgraditi u lunarnoj orbiti.

Komercijalni uređaji za slijetanje na Mjesec iz SpaceX-a i Blue Origina, s komercijalnim robotskim vozilima za slijetanje, također će se oslanjati na DSN za povezivanje sa Zemljom.

DSN je bio u komunikaciji i s indijskim lenderom Chandrayaan 3 dok se spuštao na površinu Mjeseca.

Najveće antene DSN-a također se često koriste za komunikaciju sa svemirskim letjelicama u hitnim slučajevima.

Što se poduzima?

Nije ovo prvi put da se raspravlja o izazovima u korištenju DSN-a, ali problem postaje sve akutniji.

NASA-in glavni inspektor prošlog mjeseca otkrio je da potražnja za DSN-om ponekad premašuje ponudu za čak 40 posto, što ugrožava izvedbu sadašnjih misija i može ugroziti one buduće.

Projekt nadogradnje tri DSN-ove lokacije s više 34-metarskih antena i odašiljača veće snage kasni pet godina, a trošak nadogradnje porastao je na 706 milijuna američkih dolara.

Proračun DSN-a smanjen je s godišnje razine od oko 250 milijuna USD u 2010. na oko 200 milijuna USD danas.

NASA je prvotno planirala zamijeniti 70-metarske antene nizom novijih 34-metarskih antena na svakoj DSN-ovoj postaji, ali je odlučila zadržati zastarjele 70-metarske antene.

Oko 45 milijuna dolara dodatnog financiranja godišnje moglo bi omogućiti timu DSN-a ojačavanje mrežne infrastrukture i zapošljavanje više osoblja za pružanje 24-satne podrške na sve tri postaje.

Neke starije antene također bi mogle ponovno postati operativnima.

Ne pronađu li se sredstva za proširenje i održavanje, upozoravaju iz DSN-a, životi astronauta i stotine milijuna dolara vrijedne svemirske misije mogle bi doći u pitanje.

Laseri neće na vrijeme riješiti problem

NASA je u ranoj fazi planiranja nove mreže komunikacijskih postaja diljem svijeta posvećenih lunarnim misijama, a koje često ne zahtijevaju najveće antene na DSN-u.

Ove nove antene neće biti operativne do 2027. i neće riješiti cijeli problem s kojim se suočava DSN, a koji će i dalje podržavati Artemis.

Dugoročnije rješenje može biti laserska komunikacija jer ne bi uopće koristila DSN.

NASA će lansirati laserski komunikacijski paket s misijom na asteroid Psyche u listopadu kako bi demonstrirala prijenos optičkih podataka velikog dometa iz asteroidnog pojasa.

Svemirska agencija također planira kupiti usluge prijenosa podataka od komercijalnih satelita koje tvrtke planiraju postaviti oko Mjeseca.

Ovi relejni sateliti bit će posebno korisni za misije na južnom polu i udaljenoj strani Mjeseca, gdje su izravne podatkovne veze sa Zemljom djelomično ili potpuno blokirane.

NASA se oslanja na komercijalne zemaljske postaje u više od polovice projekata podrške stanicama na Zemlji za svoje satelite u niskoj orbiti.

Prošle godine odabrala je SpaceX, Amazon, Viasat, Telecast, SES i Inmarsat u razvoju komercijalnih mogućnosti za zamjenu državne mreže satelita za praćenje i prijenos podataka, a koja se koristi za gotovo kontinuirano povezivanje s Međunarodnom svemirskom postajom i drugim satelitima bliže Zemlji.

Ali zasad nema komercijalne alternative najvećim DSN-ovim antenama, piše Ars Technica.