Миссия Artemis II — очередной этап лунной программы NASA, который впервые после полётов «Аполлона» доставит экипаж в окололунное пространство и обратно. Для успеха этой миссии одной из ключевых технологических составляющих является надёжная система связи, обеспечивающая передачу данных, голосовых сообщений, видео и телеметрии между космическим кораблём Orion и Землёй на протяжении всего полёта.
Общая архитектура коммуникаций
На разных этапах полёта Artemis II NASA задействует две главные сети коммуникаций:
Near Space Network (Сеть ближнего космоса)
Это глобальная система станций и ретрансляторов, управляемая Goddard Space Flight Center. Она обеспечивает связь и навигацию в ближнем космосе — то есть на ближних этапах миссии, включая старт, вывод на орбиту Земли и первый участок пути к Луне.
Deep Space Network (Сеть дальней космической связи)
Управляется Jet Propulsion Laboratory (JPL) и представляет собой международную сеть крупных антенн, расположенных в трёх точках земного шара:
- Калифорния, США
- Испания (Испанская глубинная космическая станция)
- Австралия
Эта сеть обеспечивает практически непрерывный приём и передачу сигналов, когда Orion движется к Луне, совершает облёт и возвращается обратно.
Both networks работают под обширным управлением программы Space Communications and Navigation (SCaN) NASA, обеспечивая взаимодействие оборудования на Земле, спутников-ретрансляторов и самого космического корабля.
Основные задачи сетей связи
Сети связи Artemis II выполняют несколько жизненно важных функций:
Передача команд и телеметрии
Контролёры миссии на Земле отправляют команды для управления полётом, а также получают данные о состоянии систем корабля — от параметров топлива до параметров жизнедеятельности экипажа.
Связь с экипажем
Астронавты смогут разговаривать с Центром управления полётом, получать инструкции, передавать сообщения и осуществлять общение между собой и с Землёй, когда связь открыта.
Передача видео и изображений
Во время миссии снимаются фото и видео высокого качества, которые затем передаются на Землю для анализа программой Artemis и для демонстрации общественности.
Лазерная связь: Orion Artemis II Optical Communications System
На борту Orion в рамках Artemis II установлен лазерный терминал оптической связи (Orion Artemis II Optical Communications System). Он служит экспериментальной системой для передачи данных с использованием лазерных лучей вместо обычного радиосигнала.
Лазерная связь обладает рядом преимуществ:
- До 100× больше пропускной способности, чем радиосвязь, что позволяет передавать большие объёмы данных.
- Может быть использована на больших расстояниях, включая окололунное пространство.
Хотя этот лазерный терминал не будет установлен на следующей миссии Artemis III, его опыт и результаты помогут в развитии будущих систем связи для Луны и Марса.
Планируемые «чёрные зоны» связи
Во время части траектории полёта Orion пройдёт за лунной тенью — областью, где Луна блокирует прямую линию связи с Землёй.
В это время возникает программное отключение связи, продолжающееся примерно 41 минуту, когда радиосигналы не могут быть переданы из-за геометрического положения Луны.
После выхода корабля из тени связи восстановления осуществляется автоматически — Deep Space Network вновь принимает сигналы от Orion и передаёт их на Землю.
Будущие перспективы lунной сети
NASA уже работает над созданием лунной системы ретрансляции связи и навигации (Lunar Communications Relay and Navigation Systems), которая значительно снизит количество и продолжительность подобных «чёрных зон» связи.
Эта система будет включать в себя ретрансляторы на орбите Луны, что обеспечит:
- постоянную высокоскоростную связь
- точную навигацию для орбитальных аппаратов
- поддержку будущих миссий на поверхности Луны
В 2024 году NASA выбрало компанию Intuitive Machines для разработки первой демонстрационной системы таких ретрансляторов, планируемой к использованию на миссии Artemis III.
Почему связь так важна
Для пилотируемых космических миссий связь — это не просто «технология». Это критически важный элемент, без которого невозможно:
- обеспечивать безопасность экипажа;
- отслеживать состояние и траекторию космического аппарата;
- получать данные для научных исследований;
- поддерживать связь между людьми на Земле и в космосе.
Как отмечают представители NASA, надёжные коммуникации — это «жизненная артерия» миссии, которая объединяет астронавтов и наземные команды в реальном времени и делает пилотируемые полёты к Луне и далее возможными.
Итог
Сети связи NASA — Near Space Network и Deep Space Network — выполняют фундаментальную роль в миссии Artemis II, обеспечивая передачу команд, телеметрии, голоса, изображения и видео между кораблём Orion и Землёй на всех этапах полёта. Применение лазерной связи в рамках Artemis II служит важным шагом к увеличению пропускной способности систем и к развитию коммуникаций для будущих пилотируемых миссий к Луне и Марсу.
Источники:
Статья создана по материалам jpl.nasa.gov
