La Red Depp Space

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La Red Deep Space

El sistema de control de transito de la NASA para naves espaciales interplanetarias está asegurado para una fluida actividad en el espacio profundo.

El 28 de Abril de 2001, una débil señal de radio alcanzó la Tierra desde más allá de la órbita de Plutón. Era la nave espacial Pioneer 10 de la NASA, luchando para comunicarse con los controles en Tierra, su mensaje viajaba en señal de radio portadora que registró un mil millonésimo de un trillonésimo de Watt.
¿Cómo escucha usted una transmisión que no podría hacer que un foco brille en 1000 millones de años?. Esto es todo en un día de trabajo para el extraordinario Deep Space Network (DSN) de la NASA.
Derecha: una antena de 70 metros del Deep Space Network en el complejo Goldstone en California.
El DSN es un sistema global para comunicarse con naves espaciales interplanetarias. El más sensitivo y grande sistema científico de telecomunicaciones en el mundo, también realiza observaciones astronómicas de radar y de radio para la exploración del Sistema Solar y el Universo.
“Comunicarse con las misiones en el espacio profundo es difícil”, dijo Joseph Statman, Gerente de la oficina de ingeniería en sistema de la misión Depp Space del JPL de la NASA. “Se requiere antenas extremadamente grandes, transmisores enormes y receptores muy sensitivos”.

El DSN está compuesto de tres grupos de antenas separadas aproximadamente 120 grados alrededor del mundo: en Goldstone, en el Desierto Mojave de California; cerca de Madrid, España; y cerca de Canberra, Australia. “La estrategia aquí es, no importa donde la nave espacial esté, usted siempre está en contacto con ella”, explica Statman. Cada complejo está situado en terreno semimontañoso, en forma de crater para escudar contra la interferencia de frecuencia de radio.

Arriba: Las ubicaciones del DSN en España, Australia y California están separadas aproximadamente en 120 grados de longitud, que hacen posible observaciones continuas y convenientes solapamientos para transferir el vínculo de radio de la nave espacial de un complejo al próximo.
La pieza central de cada establecimiento DSN es una enorme antena de 70 metros de diámetro, capaz de rastrear una nave espacial a más de 16.000 millones de kilómetros desde la Tierra. Distribuidas alrededor de ese plato se encuentra un conjunto ordenado de antenas de 34 metros, 26 metros, y 11 metros de diámetro respectivamente. Las antenas de 26 metros ofrecen una montura astronómica de doble eje que les permite apuntar bajo en el horizonte para seleccionar objetos que se muevan rápido, por ejemplo satélites que orbitan la Tierra tan pronto como ellos ingresan al campo de visión. Estas pueden rastrear hasta tres grados por segundo.
Las antenas DSN comunican con naves espaciales muy lejanas a frecuencias de radio de 2,2 GHz., 8,4 GHz., y 32 GHz. Por comparación, la frecuencia inferior, 2,2 GHz., tiene acerca de la misma onda de radio que incide sobre los alimentos, al cocinar en casa en un horno microondas.
Todas las antenas comunican directamente con el Centro de Operaciones del Deep Space del JPL en Pasadena, California. El personal principal dirige operaciones, transmite ordenes e inspecciona la calidad de los datos de telemetría y navegación de la nave espacial distribuidos a los usuarios de la red.
La NASA recientemente anunció que se está mejorando el DNS para manejar un incremento del tráfico interplanetario.
Izquierda: la nave espacial Stardust de la NASA será una de las muchas misiones distantes que compiten para Deep Space Network en el 2003.
“Estamos preparándonos para un período crujiente que comenzará en Noviembre de 2003,” dijo Rich Miller, jefe de planeamiento y compromisos del JPL. Eso será cuando Estados Unido, Europa y Japón tengan misiones que lleguen a Marte. Éstos incluyen a Mars Exploration Rovers de la NASA en 2003, Mars Express Mission de la ESA, y la nave espacial japonesa Nozomi. Al mismo tiempo Stardust y Deep Space 1 se estarán encontrando con cometas y una tercera misión cometaria llamada “CONTOUR” se lanzará. Y, por supuesto, otras misiones también tendrán necesidad de comunicaciones continuas.
“Todas estas nuevas misiones casualmente estarán en la misma parte del cielo”, dijo Statman, quien describió el área donde estará el grupo de naves espaciales como una rebanada de cielo con Marte en el medio. “Necesitamos rastrearlos pero no tenemos bastantes antenas”.
Madrid recibirá una nueva antena de 34 metros que incrementará el disponible tiempo de rastreo de naves espaciales en aproximadamente 105 horas por semana cuando Marte esté a la vista. La capacidad actual del complejo de Madrid es de 315 horas.
“La capacidad de rastreo es proporcional al número de antenas de cada localidad”, dijo Statman. “En este momento, Madrid es el sitio más crucial para una ampliación, simplemente porque allí necesitamos más tiempo de rastreo”.
Goldstone ya soporta tanto como 420 horas por semana de comunicaciones con el espacio profundo, una cifra que aumentará a 525 horas cuando una antena existente entre en servicio en 2003. “Ambos, los japoneses y los europeos tienen antenas de rastreo en Australia”, dice Statman, así ellos pueden ayudar con la carga de comunicaciones a esa longitud.
Como parte de la ampliación, los sistemas de hardware y software viejos serán sacados y remplazados con unos que son más fiables y, en algunos casos, automatizados. También, Madrid y Canberra recibirán equipamiento de procesos que les permitirá a los operadores combinar señales de antenas en múltiples lugares, aumentando su sensibilidad en las transmisiones distantes. Goldstone ya puede hacer eso.
Cada pedazo de sensibilidad extra es bienvenido, dice Statman. El poder total de la señal que llega a una antena de la red de una nave espacial que transmite desde el exterior del sistema solar es 20 millones de veces más débil que el nivel de poder de una batería de un reloj digital moderno.
Capturar señales débiles provenientes de las Sondas espaciales no es todo lo que hace DSN; es un instrumento científico poderoso en si mismo. La antena de 70 metros de Goldstone, por ejemplo, trabaja como un potente radar del sistema solar. Captura imágenes de radar de planetas y asteroides de paso, busca agua en la luna, y ayuda a escoger sitios de aterrizaje en Marte.
Juntos, los tres soportes de transmisión DSN en combinación con otras antenas alrededor del mundo forman un poderoso Interferómetro de grandes proporciones que pude penetrar dentro del corazón de quasares, medir la separación continental Terrestre; aún verificar la Teoría de la relatividad general.
Izquierda: astrónomos usando el radar de Goldstone tomaron esta imagen del asteroide 1999KW4 cuando pasó por la Tierra. ¡Ellos descubrieron que la piedra espacial era un binario!.

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