D’Apollo à Artemis : célébration des 60 ans du réseau Deep Space de la NASA

Le DSN de l’agence fournit des services de communication et de navigation essentiels à des dizaines de missions spatiales, et il est en cours de modernisation pour en prendre en charge des dizaines d’autres.

NASALe Deep Space Network de a célébré son 60e anniversaire le 24 décembre. En fonctionnement continu depuis 1963, le DSN permet à la NASA de communiquer avec des engins spatiaux sur la Lune ou au-delà. Les images galactiques éblouissantes capturées par le Télescope spatial James Webbles données scientifiques de pointe renvoyées depuis Mars par le rover Perseverance et les images historiques envoyées de l’autre côté de la Lune par Artemis I – elles ont toutes atteint la Terre via les antennes paraboliques géantes du réseau.

En 2024, ces contributions historiques et d’autres des 60 dernières années seront célébrées par le programme Space Communications and Navigation (SCaN) de la NASA, qui gère et dirige les installations et services au sol fournis par le DSN.

Plus de 40 missions dépendent du réseau, qui devrait en soutenir le double dans les années à venir. C’est pourquoi la NASA se tourne vers l’avenir en élargissant et en modernisant cette infrastructure mondiale essentielle avec de nouvelles antennes paraboliques, de nouvelles technologies et de nouvelles approches.

« Le DSN est le cœur de la NASA : il a pour mission essentielle de maintenir la circulation des données entre la Terre et l’espace », a déclaré Philip Baldwin, directeur par intérim de la division des services réseau pour SCaN au siège de la NASA à Washington. « Mais pour soutenir notre portefeuille croissant de missions robotiques, et maintenant les missions humaines Artemis sur la Lune, nous devons avancer dans la prochaine phase de modernisation du DSN. »

Répondre aux demandes supplémentaires

Géré par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud pour le SCaN, le DSN permet aux missions de suivre, d’envoyer des commandes et de recevoir des données scientifiques provenant d’engins spatiaux lointains. Pour garantir que ces engins spatiaux puissent toujours se connecter à la Terre, les 14 antennes du DSN sont réparties entre trois complexes équidistants dans le monde : à Goldstone, en Californie ; Canberra, Australie ; et Madrid, Espagne.

Le Deep Space Network est bien plus qu’un service de messagerie dans l’espace lointain. Apprenez-en davantage sur la manière dont le DSN réalise des expériences scientifiques radio et gravitationnelles dans tout le système solaire. Crédit : NASA/JPL-Caltech

Pour s’assurer que le réseau peut maximiser la couverture entre autant de missions, les planificateurs travaillent avec les membres de l’équipe DSN pour garantir le support réseau pour les opérations critiques. Pour plus d’efficacité, la NASA a également modifié la façon dont le réseau est exploité : avec un protocole appelé « Follow the Sun », chaque complexe gère à tour de rôle l’ensemble du réseau pendant son quart de jour, puis confie le contrôle au complexe suivant à la fin de la journée. journée dans cette région – essentiellement, une course de relais mondiale qui a lieu toutes les 24 heures. Les économies de coûts, à leur tour, aident à financer les améliorations du DSN.

Dans le même temps, la NASA s’est efforcée d’apporter des améliorations pour augmenter sa capacité, depuis la mise à niveau et l’ajout de paraboles jusqu’au développement de nouvelles technologies qui aideront à prendre en charge davantage d’engins spatiaux et à augmenter considérablement la quantité de données pouvant être transmises.

L’une de ces technologies est la communication laser ou optique, qui pourrait permettre de regrouper davantage de données dans les transmissions. « Les communications laser pourraient transformer la façon dont la NASA communique avec les missions spatiales lointaines », a déclaré Amy Smith, chef de projet adjoint pour le DSN au JPL.

Après avoir testé avec succès la technique en orbite terrestre et sur la Lune, la NASA utilise actuellement la démonstration technologique DSOC (Deep Space Optical Communications) pour tester les communications laser à des distances toujours plus grandes. À bord de la mission Psyché de l’agence, DSOC a déjà envoyé des vidéos via laser vers la Terre à une distance de 31 millions de kilomètres et vise à prouver que des données à large bande passante peuvent être envoyées aussi loin que possible. Mars.

« La NASA prouve que la communication laser est viable, nous étudions donc maintenant les moyens de construire des terminaux optiques à l’intérieur des antennes radio existantes », a déclaré Smith. « Ces antennes hybrides pourront toujours transmettre et recevoir des fréquences radio mais prendront également en charge les fréquences optiques. »

Patrimoine technologique

Les nouvelles technologies sont quelque chose que la NASA et le DSN ont adopté depuis leur création. Les racines du réseau remontent à 1958, lorsque le JPL a été engagé par l’armée américaine pour déployer des stations de radiolocalisation portables afin de recevoir la télémétrie du premier satellite américain à succès, Explorer 1, construit par le JPL. Quelques jours après le lancement d’Explorer 1, mais avant la création de la NASA plus tard cette année-là, le JPL a été chargé de déterminer ce qui serait nécessaire pour créer un réseau de télécommunications sans précédent pour prendre en charge les futures missions dans l’espace lointain, en commençant par les premières missions Pioneer.

Après la création de la NASA en 1958, les stations au sol du JPL ont été baptisées Deep Space Instrumentation Facilities et ont fonctionné en grande partie indépendamment les unes des autres jusqu’en 1963. C’est à ce moment-là que le DSN a été officiellement fondé et que les stations au sol ont été connectées au nouveau centre de contrôle du réseau du JPL, qui était sur le point d’être créé. achèvement. Appelé Space Flight Operations Facility, ce bâtiment reste le « Centre de l’Univers » à travers lequel circulent les données des trois complexes mondiaux du DSN.

« Nous avons passé six décennies à stimuler l’innovation technologique, en soutenant des centaines de missions qui ont permis de faire d’innombrables découvertes sur notre planète et l’univers qu’elle habite », a déclaré Bradford Arnold, directeur adjoint du réseau interplanétaire au JPL. « Notre formidable main-d’œuvre qui continue aujourd’hui à piloter cette innovation constitue une base solide sur laquelle nous pouvons construire les 60 prochaines années d’exploration spatiale et de progrès scientifique. »