军事视频,NASA考虑发射火星商业通信卫星

日期:2019-10-16编辑作者:神算子三期必出特肖

[据美国计算机世界2009年8月20日报道]NASA官员8月19日向记者透露,NASA工程师正在建立起能从距离地球38万公里的月球侦察轨道器传回巨量数据的通信系统。

2014-08-12[据美国飞行现在时网站2014年7月27日报道]NASA可能将会使通往其他行星过程中的最后一块净土商业化,因为一项研究表明这能够引领星间通信卫星的建设,实现地球和未来火星车之间的数据中继。

NASA的月球侦查轨道器2009年6月18日从卡纳维拉尔角空军基地发射,一起发射的还有一颗月球坑观测与传感卫星。NASA科学家希望两颗卫星能为他们提供关于月球的新信息,他们认为获得更多的信息将有助于NASA重返月球。

NASA已经向美国政府和国际性公司以及科学家们征询了关于商业化通信解决方案的信息,这些方案将被用于加快地球和火星之间的数据链接速度。

侦查轨道器明年将在距离月球表面58公里的月球轨道上运行,绘制月球表面图并为NASA未来载人月球任务寻找好的着陆点。轨道器被设计为可收集月球表面高分辨率三维地图,而且在不同的光谱波长来勘察月球。与先前任务相比,月球轨道器将积累更多的关于月表和月球环境的信息。现在的问题是如何将所有这些数据取回,为地球上的科学家所用。

目前政府所拥有的卫星利用火星轨道上的轨道飞行器所搭载的经过特殊设计的无线电模块与地球进行通信。但是这些航天器主要设计用于科研任务,而NASA建造通信专用的轨道飞行器的尝试由于资金限制已经被迫停止了。

NASA现在依靠13英寸长的电子管进行数据传输,这种电子管被称为行波电子管放大器,由L-3通信电子技术公司制造。它能够使轨道器以“非常快”的速度发送巨量图片和数据到位于新墨西哥州白沙试验场的K波段天线网络接收器。这是高数据率的K波段收发器首次在NASA的卫星上运行。

联邦商业机会网站上张贴的一份记录显示,NASA于7月23日发布信息征询,其目的是为了探索一个新的商业模式,以明确NASA怎样来进行火星数据中继基础设施的维护。这些基础设施由多个轨道飞行器构成,可以为火星表面、火星大气层或是火星轨道上的着陆器和巡视器提供标准的通信支持。根据这份记录,NASA将利用它从征询对象中所获得的信息充实将来的火星探索战略,但是NASA还没有下定决心推进商业星际通讯的倡议。

由于有放大器,轨道器每天应该能够传送461千兆字节数据,这比一个普通四层高图书馆储存的数据还多。轨道器传输信息的速率可以达到每秒100兆字节,这已经接近实时传输,一般高速因特网传输速率为每秒1到3兆字节。

目前,由NASA的“火星侦察轨道器”和“奥德赛”号航天器为在火星表面探索的“好奇”号和“机遇”号提供高速率的通信链接。NASA表示如果“好奇”号不得不通过地球直连通信链返回数据,那么其返回的科学数据将会缩减。因为该通信链仅能够以每秒不到500比特的速率传输信息。NASA称,利用“火星侦察轨道器”上的多区无线电导航系统的超高频无线电以及“奥德赛”号,“好奇”号的图像、测量和遥测数据将以每秒接近2兆比特的速度传回地球,比与地球直连传输快4000倍。当轨道器通过火星巡视器正上方时,火星巡视器将数据发送至轨道器,然后轨道器则通过NASA的深空网络通信系统将这些数据发送至地球。

根据NASA的消息,行波电子管放大器是一个内部装有电极的真空装置,内部电极可以把微波信号放大成高功率信号。这对于远距离发送巨量数据特别有好处,因为与传统晶体管放大器相比,它可以提供更高功率且效率更高。

但是NASA关心的是轨道器的数据中继能力,这项能力对于未来的火星巡视器以及可能的火星样本返回任务是至关重要的。而这一能力可能会随着老化的火星轨道器在功能上的失效而结束。

NASA已经在其他任务中使用过行波电子管放大器,如开普勒和卡西尼任务,但它们并不如预期的那样强大。但这次月球轨道器上用的放大器的电路进行了重新设计,而且是手工制造的。(中国航天工程咨询中心 谢慧敏)

NASA的“火星大气和挥发演化”航天器也适合于应用多区无线电中继导航系统。该轨道器计划在9月抵达火星,但是其预定轨道对于收集和发送火星车数据并不理想。欧空局的“火星示踪气体轨道器”将携带NASA提供的多区无线电导航系统通信包在2016年进行发射。同时负责这两个任务的科学家表示,他们想将这些航天器尽可能地用于他们的主要研究任务,而不是将其转变成为通讯卫星。

NASA和ESA在2016年以后没有其他的火星轨道器合作计划。ESA将和俄罗斯合作,在2018年发射“火星生物”号火星巡视器,而NASA正在开发另一个能在2020年发射的火星巡视器。

NASA表示其正在寻找一个可以获得数据中继能力的方案,而商业所持有的、在火星轨道上运行的航天器可以提供这种能力。这种轨道器可以支持着陆器、火星巡视器、可能的飞行机器人和其他科学轨道飞行器。

NASA官方也征询了使地球和火星通讯链路提速技术的建议。这些技术包括了可能使用的光学通信技术,而类似的技术曾被用在NASA去年的月球大气与尘埃环境探测器上。

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