تلسکوپ جیمز وب و شبکه های فضایی عمیق

 تلسکوپ جیمز وب ناسا نزدیک به 1 میلیون مایل (1.5 میلیون کیلومتر) از زمین فاصله دارد و به دور نقطه لاگرانژ 2 خورشید و زمین در حال گردش است.

سندی کوان، مدیر رابط ماموریت Webb در DSN، خاطرنشان می‌کند که هر تصویر خیره کننده وب که صفحه‌های ما را مجذوب کرده است، بدون پشتیبانی آنتن‌ها و پرسنل DSN، ستون فقرات ارتباطات بین سیاره‌ای را امکان پذیر نمی کند.

برای مطالعه (هوش مصنوعی به شیمی مرتبط می شود) اینجا کلیک کنید

DSN

DSN دارای سه سایت در سرتاسر جهان است که هر کدام 120 درجه از هم فاصله دارند. آنتن هایی در گلدستون، کالیفرنیا، کانبرا، استرالیا و مادرید به ما این امکان را می دهد که در هر زمانی از روز با چرخش زمین با وب ارتباط برقرار کنیم. DSN توسط آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا (JPL) در جنوب کالیفرنیا مدیریت می شود. کاری باسلی، برنامه ریز اصلی ماموریت وب در موسسه علمی تلسکوپ فضایی (STScI)، ما را از طریق این فرآیند ارتباطی بین وب و DSN راهنمایی می کند.

چگونه زمان تماس با وب را برنامه ریزی کنیم؟

این به سادگی برداشتن تلفن و تماس با تلسکوپ نیست. برای اینکه زمین با وب ارتباط برقرار کند، چند چیز قبل از زمان‌بندی تماس اتفاق می‌افتد. به طور متوسط، مرکز عملیات ماموریت وب حداقل 2-3 بار در یک دوره 24 ساعته با رصدخانه ارتباط برقرار می کند. برنامه ریزان ماموریت در STScI (Space Telescope Science Institute ) که در آن مرکز عملیات ماموریت (MOC) واقع شده است، برنامه ریزان ماموریت در JPL و البته در مجتمع های DSN ( Deep Space network ) وجود دارند.

برنامه‌ریزان ماموریت در STScI با برنامه‌ریزان مأموریت در JPL (JPL یک مرکز تحقیق و توسعه با بودجه فدرال است که توسط Caltech برای ناسا مدیریت می شود) برای ایجاد مخاطبین با Webb همکاری می‌کنند.

تأسیسات دینامیک پرواز در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا، دوره‌هایی را که رصدخانه از آن سه سایت مختلف DSN که قابل مشاهده است، به STScI می‌فرستد. با برنامه‌ریزی مأموریت، آن زمان‌ها را با آنچه در سیستم برنامه‌ریزی وجود دارد، مقایسه می‌کند، جایی که سایر مأموریت‌ها برای زمان با فضاپیماهای خود رقابت می‌کنند. همه ماموریت ها برای برقراری ارتباط با فضاپیماهای خود به زمان خاصی نیاز دارند و زمان بندی بستگی به مکانی دارد که فضاپیما در فضا قرار دارد.

یه موقع هایی هست که درگیری بین چندین ماموریت به طور همزمان یک منبع را درخواست می کند. زمانی که این اتفاق بیفتد، برنامه‌ریز ماموریت ما در JPL با سایر ماموریت‌ها مذاکره می‌کند تا به مصالحه‌ای برسد که همه مأموریت‌ها را برآورده کند. پس از تکمیل تمام مذاکرات، برنامه‌ریزی‌ها تا 6 ماه قبل برای برنامه‌ریزان ماموریت ارسال می‌شود.

برنامه ریزی برای 8 هفته اول ثابت است و هیچ تغییری مجاز نیست مگر اینکه یک رویداد اضطراری یا مهم با یک فضاپیما وجود داشته باشد. دوره های بعدی بستگی به ادامه ی مذاکرات دارد.

هر یک از مجتمع های DSN دارای انواع مختلفی از آنتن ها هستند

شامل آنتن های 70 متری ، 34 متری و 26 متری است. مجتمع های DSN از آنتن های 34 متری برای مکالمه با وب با آنتن های 70 متری به عنوان پشتیبان استفاده میشود. DSN از تخصص فرکانس های رادیویی مختلف مانند فرکانس های باند S و Ka که وب استفاده می کند پشتیبانی می شود.

باند S پهنای باند کمتری دارد و ما از آن برای ارسال دستورات به فضاپیما (مثلاً شروع پخش ضبط کننده)، برای دریافت تله متری مهندسی برای نظارت بر سلامت و ایمنی رصدخانه و برای برد استفاده می کنیم. محدوده فرآیند تعیین موقعیت و مسیر وب با تأخیر بین ارسال سیگنال و دریافت مجدد آن بر روی زمین است.

ما از Ka-band برای پایین آوردن داده های علمی و مهندسی ذخیره شده استفاده می کنیم

اگر از باند S برای اتصال داده استفاده می‌کردیم، بارگیری داده‌های هر روز چند روز طول می‌کشید. با Ka-band معمولاً می‌توانیم همه داده‌های ذخیره‌شده را در چند ساعت دانلود کنیم. آنتن با بهره بالا برای Downlink باند Ka و آنتن بهره متوسط برای Uplink و Downlink باند S استفاده می شود که هر دو آنتن مستقیماً به سمت مجتمع برای یک تماس قرار می گیرند.

بیشتر تماس های ما 2 تا 6 ساعت طول می کشد. به طور معمول، ما حداقل 4 ساعت تماس درخواست می کنیم. از آنجایی که DSN تقریباً 40 ماموریت مختلف را میزبانی می کند، زمان بندی پیچیده ای را خواهد داشت.

زمان هایی وجود دارد که مخاطبین ما بسیار کم هستند و زمان هایی که زیاد هستند. در هر تماس، مهم است که تا جایی که بتوانیم داده‌ها را پایین بیاوریم، زیرا تلسکوپ به طور مداوم مشاهدات علمی را انجام می‌دهد و داده‌های بیشتری به دست می‌آورد. هنگامی که ما در تماس نیستیم، تلسکوپ به طور مستقل به انجام رصدهای علمی ادامه می دهد. این داده ها در یک ضبط کننده حالت جامد ذخیره می شوند و در تماس بعدی ما به پایین لینک می شوند.

پس از اینکه Webb MOC در STScI داده ها را دریافت کرد و آنها را برای پردازش و کالیبراسیون در بایگانی تلسکوپ فضایی Barbara A. Mikulski وارد کرد، رصدگران داده های مشاهدات خود را دریافت خواهند کرد.