在险些崩溃之后,NASA的深空网络在阿尔忒弥斯II任务中“表现良好”

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摘要

在阿尔忒弥斯I任务中险些崩溃后,NASA的深空网络成功支持了阿尔忒弥斯II任务,新的流程和硬件升级减轻了通信负荷。该机构正计划建设额外的基础设施,如月球地面站和中继卫星,以应对未来的需求。

<p>大约四年前,NASA在阿尔忒弥斯I任务中将其深空网络推向了极限。全球深空通信天线阵列无法满足40个机器人科学任务的日常需求,也无法应对NASA猎户座太空舱绕月飞行时所需的巨大通信负载。</p><p><a href="https://arstechnica.com/space/2023/08/nasas-artemis-i-mission-nearly-broke-the-deep-space-network/">2022年末的经历</a>导致几项高调科学任务的下行数据减少或延迟,包括詹姆斯·韦伯太空望远镜和火星漫游车,因为数据需求量大的阿尔忒弥斯I任务在NASA通信网络中占据优先地位。而这还是在第一批宇航员登月的阿尔忒弥斯任务之前。当阿尔忒弥斯II于4月1日发射时,NASA再次请求深空网络(DSN)将任务控制中心与猎户座舱连接起来,此时舱体正飞离地球超过25万英里。</p><p>由于飞船内载有四名宇航员,NASA对阿尔忒弥斯II任务中猎户座的数据需求甚至高于阿尔忒弥斯I。但阿尔忒弥斯II任务只有九天多一点,比阿尔忒弥斯I在太空中度过的25天要短,这有助于缓解通信过载。阿尔忒弥斯I还向深空发射了10颗小型立方星,其中许多需要DSN的跟踪和通信服务。阿尔忒弥斯II携带的立方星较少。</p><p><a href="https://arstechnica.com/space/2026/06/after-nearly-breaking-nasas-deep-space-network-worked-well-on-artemis-ii/">阅读全文</a></p><p><a href="https://arstechnica.com/space/2026/06/after-nearly-breaking-nasas-deep-space-network-worked-well-on-artemis-ii/#comments">评论</a></p>
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缓存时间: 2026/06/11 19:35

# 险些崩溃后,NASA深空网络在"阿尔忒弥斯二号"任务中"表现良好" 来源:https://arstechnica.com/space/2026/06/after-nearly-breaking-nasas-deep-space-network-worked-well-on-artemis-ii/ "有些任务实际使用的资源比其文件上声称的要多。" 位于加利福尼亚州戈德斯通深空通信综合体的70米天线资料照片。图片来源:NASA/JPL-Caltech 大约四年前,在"阿尔忒弥斯一号"任务期间,NASA将其深空网络推向了极限。这套全球分布的深空通信天线阵列无法同时满足40个机器人科学任务的常规需求,以及NASA的"猎户座"太空舱绕月飞行时产生的巨大突发需求。 2022年底的经历(https://arstechnica.com/space/2023/08/nasas-artemis-i-mission-nearly-broke-the-deep-space-network/)导致多个高知名度科学任务(包括詹姆斯·韦伯太空望远镜和火星车)的数据下行链路被削减或延迟,因为数据量庞大的"阿尔忒弥斯一号"任务在NASA通信网络中占据了优先地位。而这还是在首次载人阿尔忒弥斯任务之前的情况。4月1日,当"阿尔忒弥斯二号"发射升空时,NASA再次调用深空网络(DSN),以便任务控制中心与远在25万多英里之外的"猎户座"太空舱保持联系。 由于太空舱内有四名宇航员,NASA在"阿尔忒弥斯二号"任务中从"猎户座"获取数据的胃口甚至比"阿尔忒弥斯一号"时更大。但"阿尔忒弥斯二号"任务时长仅为9天多一点,比"阿尔忒弥斯一号"在太空停留的25天要短,这有助于缓解通信过载。"阿尔忒弥斯一号"还向深空发射了10颗小型立方体卫星,其中许多需要DSN提供跟踪和电信服务。"阿尔忒弥斯二号"携带的立方体卫星较少。 "我们从'阿尔忒弥斯一号'中学到了很多,实际上在'阿尔忒弥斯二号'之前就实施了一些新流程,主要侧重于与所有任务(不仅仅是'猎户座'飞行器本身)的协调和调度流程,"NASA空间通信与导航计划能力开发副项目经理格雷格·赫克勒说。"我认为效果不错。" ## 经验教训 赫克勒表示,负责DSN大部分任务的NASA科学部门在"阿尔忒弥斯二号"之后向网络管理人员提供了"积极反馈"。但网络的局限性和高需求继续在NASA各任务之间"引发一些资源争夺"。 "在'阿尔忒弥斯一号'期间,我们有一个名为'私有云设备'(PCA)的子系统。这个PCA实际上在'阿尔忒弥斯一号'期间发生了故障。正是由于那次故障及其高可见性,我们实际上从'月球到火星'计划中获得了一些额外资源,并且能够在'阿尔忒弥斯二号'之前安装一个有效的新子系统,"赫克勒说。 对信号的需求只会越来越大。NASA及其商业和国际合作伙伴计划在未来几年内向月球发射大量任务。NASA正在与商业供应商合作,为月球任务构建一个专用地面天线网络,称为"月球探测地面站"(LEGS),以释放DSN的更多容量来支持其他航天器。商业公司也在开发在月球轨道上飞行的数据中继卫星,以支持未来的着陆器和月球基地的建设。高带宽光通信可能是另一种解决方案。NASA在"阿尔忒弥斯二号"任务中成功测试了"猎户座"太空舱上的激光通信终端。 "我们将不得不作为一个集体来应对'阿尔忒弥斯'任务期间更高水平的资源争夺,但我们正在尽一切努力建立非DSN或新的基础设施,以承担这些负荷和压力,"赫克勒周三在小天体评估小组会议上表示。 ## 需求增加 目前的负担包括大约40个正在运行的任务,它们依赖位于加利福尼亚、西班牙和澳大利亚的DSN天线与地球保持通信。NASA的大多数任务都超过了其最初设计寿命,因此随着该机构发射新的航天器,它们对网络的需求时间更长。 预计未来10年内将有大约40个新任务需要DSN,而目前使用该网络的40个任务中,许多可能在那段时间内仍在运行。NASA数据最密集的任务之一——南希·格雷斯·罗马太空望远镜——计划于8月发射。它将通过DSN返回的数据比NASA所有此前天体物理学任务的总和还要多。 作为"阿尔忒弥斯一号"次级有效载荷发射的10颗立方体卫星给DSN带来了不可预见且沉重的负担。其中一些小型卫星在从火箭部署后不久就丢失了,它们的操作者请求DSN使用其巨型天线在它们进入深空时进行搜索,这进一步加剧了网络已经因"猎户座"太空舱而经历的通信紧张局面。 "在将新任务纳入DSN之前,我们现在严格要求进行可行性研究,以确认是否有足够的能力做出此类承诺,"赫克勒说。"因此,我们正试图通过数据和分析来平衡系统面临的新需求,与那些我们必须支持直到它们因自然原因报废的遗留任务。" DSN管理人员还在与NASA的老旧任务合作,其中一些任务在发射数十年后仍在消耗网络资源,以了解它们将使用多少容量。随着这些老旧任务被延长,其中一些并未向网络更新其需求。"有些任务实际使用的资源比其文件上声称的要多,"赫克勒说。 "一旦这一点落实到位,随着我们推进新的任务承诺,我认为我们将更加集中精力,更加注重流程,以确定是否能够承诺新任务,"赫克勒说。 ## 关键天线离线 DSN的一个制约因素是去年发生的一起事故,导致该网络三个70米(230英尺)天线之一在加利福尼亚州巴斯托附近的戈德斯通深空通信综合体离线。这个天线与西班牙和澳大利亚的类似天线一起,用于与NASA的一些最遥远任务进行通信。 去年9月,这个70米碟形天线在跟踪NASA的朱诺号木星探测器时"过度旋转",损坏了设施消防系统中的电缆和水管。据估计有20万加仑的水淹没了天线基座。水中含有乙二醇,导致其被归类为环境危害,官员们在调查事故后撰写的报告中写道(https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2026/06/dss14-mishap-investigation-board-report-signed-final-redacted-hm-tagged-508.pdf?emrc=74c749)。由此导致的洪水使天线无法运行。 调查人员指出了多个技术和流程原因。在排除天线紧急停止装置的问题后,戈德斯通的技术人员"覆盖并绕过了通常会防止过度旋转的多重安全措施,"官员们在报告中写道。 "调查显示,培训不足、书面程序不充分、依赖未记录的行为和隐性知识,以及天线控制逻辑存在缺陷,"官员们写道。"除了上述根本原因外,还发现液压限位系统——防止过度旋转的最后一道安全防线——在之前一次未知且未记录的事件中已严重损坏,达到无法运行的程度。" 工作日志显示,液压限位系统最后一次测试是在2004年。 NASA官员估计,修复并恢复该天线的服务将需要410万至460万美元。"对于该系统,我们的计划是将事故后的任何补救措施与已经计划好的升级周期相结合,这将使该系统一直停用到2028年,"赫克勒说。 斯蒂芬·克拉克的照片(https://arstechnica.com/author/stephenclark/) 斯蒂芬·克拉克是Ars Technica的空间记者,报道私营航天公司和世界各地的航天机构。斯蒂芬撰写的文章涉及科技、科学、政策、商业在地球内外的交汇点。 5条评论(https://arstechnica.com/space/2026/06/after-nearly-breaking-nasas-deep-space-network-worked-well-on-artemis-ii/#comments) 1. "Most Read"中第一篇文章的列表图片:廉价伊朗无人机击落2500万美元美国陆军直升机——也许是偶然(https://arstechnica.com/gadgets/2026/06/cheap-iranian-drone-downed-25-million-us-army-helicopter-maybe-by-chance/)

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