Přetížení Deep Space Network

Rostoucí počet vesmírných misí, zahrnující pilotované i nepilotované mise, začíná neúměrně zatěžovat komunikační síť NASA – DSN (Deep Space Network). Díky rostoucím požadavkům na využití sítě v kombinaci se sníženým rozpočtem dochází k vytváření velikého provozního tlaku na tuto síť. Systém DSN je složen z antén umístěných v Austrálii, Kalifornii a Španělsku, který se používá především pro komunikaci s misemi mimo oběžnou dráhu Země. Loňská mise Artemis 1 však ukázala, že požadavky, které jsou kladeny na síť během této doby, jsou nadměrné a bude třeba je řešit.

Dne 12. července 2023 vydal úřad generálního inspektora NASA zprávu z auditu DSN. Ze zprávy vyplývá, že síť DSN je přetížená vlivem narůstajícího počtu vesmírných misí. V praxi to znamená, že mise vyžadují více času, než může poskytnout současná kapacita sítě, kdy poptávka převyšuje nabídku někdy až o 40 procent. Podle interní studie, kterou provedla NASA, se odhaduje, že do roku 2030 vzroste požadavek na využití kapacity DSN až o 50%. Dle nynější ředitelky DSN, Suzanne Dodd, se jedná opravdu o velký problém, který je třeba řešit již nyní. Své obavy vyjádřila již během setkání vědeckého výboru NASA dne 29. srpna.

„Během mise Artemis muselo dojít k jejímu upřednostnění na úkor ostatních misí, což má dopad na všechny vědecké mise“ 

Například v případě mise Artemis 1 zabrala, z pohledu DSN, samotná kosmická loď Orion 903 hodin času, zatímco starty osmi cubesatů, jako sekundárního nákladu trvaly dalších 871 hodin. Vědecké mise využívající DSN ztratily ve stejném období 1 585 hodin, včetně vesmírného dalekohledu Jamese Webba, který sám ztratil 185 hodin. NASA také odložila údržbu na DSN během Artemis 1, aby uvolnila dalších 509 hodin. Jednou z věcí, která překvapila členy vědeckého výboru, bylo množství času použitého DSN na cubesatech, což znepokojilo ředitelku DSN.

„Nejsem si jistá nápadem využít mise Artemis k vynášení cubesatů. Nemyslím si, že je to dobré využití, když je vaše DSN přetíženo.“

Podle Suzanne Dodd většinu času DSN využívaly cubesaty na operace, které nazývala „pátrání a záchrana“, když se dostaly do problémů. Dodd tedy navrhla NASA, aby se takového úsilí agentura zdržela, pokud budoucí mise Artemis ponesou cubesaty.

„Pravděpodobně jsme strávili spoustu času hledáním těchto cubesatů a věcí, které nefungovaly, což bych v budoucnu doporučila nedělat. Pokud neuslyšíme váš signál, vaše mise je u konce.“

Suzanne Dodd uvedla také jeden příklad problému, který se stal během mise Artemis 1. Právě během Artemis 1 došlo k selhání systému nazývaném jako „privátní cloudové zařízení“ na pracovišti Goldstone v Kalifornii, což způsobilo 33hodinový výpadek. Pracovníci DSN dokázali vyvinout vlastní „provizorní“ řešení k zabránění opakování této situace, ale jak uvedla sama Suzanne Dodd, nepatří to mezi top řešení, které dokáže stoprocentně zabránit opakování výpadku. Problémem je, že není ani dostatek finančních prostředků, aby mohlo být dovyvinuto adekvátní řešení. Problémy sítě DSN umocňuje i stále se snižující rozpočet, kdy byl například v roce 2010 rozpočet sítě okolo 250 milionů dolarů. Tento rozpočet ale postupně klesal na nynějších 200 milionů dolarů a předpokládá se, že se bude nadále snižovat. Dle vyjádření nynějšího ředitele divize síťových služeb programu NASA Space Communications and Navigation, Philipa Baldwina, podniká NASA všechny možné kroky k řešení nynější situace. Na schůzce nastínil čtyřbodový plán, který zahrnuje modernizaci DSN antén, instalaci nové sady 18 metrových antén s názvem LEGS věnovaných službám průzkumu Měsíce, rozvoji lunárních komunikací a navigačních služeb kolem Měsíce s posílením mezinárodních partnerství. Připustil však, že tyto kroky samy o sobě, stejně jako síť LEGS se šesti anténami nevyřeší všechny problémy DSN, protože deficit sítě je větší, než pokryjí další plánované antény. Není ani možné si nyní říct, že se zdvojnásobí kapacita sítě, protože NASA neočekává dodatečné financování DSN kvůli dohodě o dluhovém stropu, která byla uzákoněna v červnu 2023. Tato dohoda ponechává diskreční výdaje na jiné než obranné účely, včetně NASA, na úrovni roku 2023 i pro fiskální rok 2024.

„Dosáhli jsme skutečně kritického bodu se stárnoucí infrastrukturou DSN“ řekla Sandra Cauffman, zástupkyně ředitele astrofyzikální divize NASA, která se podílela na studiích DSN. Zároveň poznamenala, že problémy budou pokračovat i s upgrady, jako je LEGS. NASA začala v roce 2010 se stavbou nových, 34 metrů širokých antén v rámci projektu DAEP (Deep Space Network Aperture Enhancement Project). Projekt se ovšem opožďuje a  dochází k překročení plánovaného rozpočtu. Nyní je zpoždění projektu cca pět let.

Členové výboru strávili část schůze tím, že navrhovali doporučení NASA k řešení problémů DSN a zvažovali povýšení problému na Národní vesmírnou radu. Ellen Williamsová, předsedkyně vědeckého výboru, však poznamenala, že žádná doporučení nemohou být formálně předána NASA, dokud nebudou schválena celou poradní radou NASA, která by se neměla sejít dříve než v listopadu.

EDIT 5. září 8:30
Přikládám odkaz na Deep Space Network Services Catalog

EDIT 6. září 8:30
Přikládám odkaz na aktuální využití antén DSN s grafikou 

EDIT 7. září 9:15
Přikládám odkaz na aktuální seznam misí obsluhovaných přes DSN

Přeloženo z:
https://spacenews.com/
NASA, Office of Inspector General Audit of NASA’s Deep Space Network, vydáno 12. července 2023

Zdroje obrázků:
static.tweaktown.com/news
https://blogs.nasa.gov/Artemis/
NASA, Office of Inspector General Audit of NASA’s Deep Space Network, strana 6
NASA, Office of Inspector General Audit of NASA’s Deep Space Network, strana 11