美国国家航空航天局的巨型新天线将彻底改变深空通信

2月18日，一台起重机将深空站23号的钢制反射器框架吊到天线基座上方65英尺（20米）高的平台上，基座将引导反射器就位。 面板将被粘贴在该结构上，以形成一个弧形表面来收集射频信号。 资料来源：NASA/JPL-Caltech

美国国家航空航天局（NASA）的深空网络（DSN）是一个由大规模无线电天线组成的全球系统，通过跟踪航天器、发送指令和接收来自月球、火星及其他地区探索任务的科学数据，在太空探索中发挥着至关重要的作用。 为了满足日益增长的需求，美国国家航空航天局（NASA）正在扩大该网络，增加一个新的天线，使天线总数达到 15 个。 这次升级将增强世界上最先进的无线电通信系统的能力。

这幅艺术家的概念图展示了深空站-23（一种能够支持无线电波和激光通信的新型天线碟）在加利福尼亚州戈德斯通的深空网络建筑群完工后的样子。 图片来源：NASA/JPL-Caltech

12月18日，美国国家航空航天局（NASA）在加利福尼亚州巴斯托附近的金石深空通信综合体安装了深空站23的金属反射器框架，这是一个重要的里程碑。 这一新的多频波束波导天线将于2026年投入使用。 一旦投入使用，它将为各种任务提供支持，包括"毅力号"、"灵神星号"、"欧罗巴快船号"、"旅行者1号"，以及不断扩大的人类和机器人探索者舰队，它们将向更深的太空进发。

美国国家航空航天局（NASA）SCaN（太空通信与导航）计划副副局长凯文-科金斯（Kevin Coggins）说："深空网络的这一新增功能代表着该机构一次至关重要的通信升级。自1963年创建以来，通信基础设施一直在持续运行，通过这次升级，我们将确保NASA做好准备，为越来越多的探索月球、火星及更远地方的任务提供支持。"

这段延时视频展示了12月18日在加利福尼亚州巴斯托附近的NASA深空网络戈德斯通太空通信综合体进行的深空站23号天线全天施工活动。 图片来源：NASA/JPL-Caltech工程挑战和施工细节

新天线的建造工作已经进行了四年多，在安装过程中，施工团队使用履带式起重机将重达 133 吨的 112 英尺宽（34 米宽）抛物面反射器金属骨架降低，然后用螺栓将其固定在 65 英尺高（20 米高）的 alidade 上，alidade 是天线基座上方的一个平台，用于在运行期间引导反射器。

美国国家航空航天局南加州喷气推进实验室深空网络孔径增强计划系统工程师杰曼-阿齐兹（Germaine Aziz）说："在升空过程中，我们面临的最大挑战之一是确保 40 个螺栓孔在结构和 alidade 之间完全对齐。这就要求在吊装前一丝不苟地强调对齐，以保证吊装当天一切顺利。"

12月18日，深空站23号反射天线的钢架被放下到位后，工作人员安装了四脚架，这是一个四脚支撑结构，将从深空反弹到主反射器上的无线电频率信号引导到天线的接收器中。 图片来源：NASA/JPL-Caltech

在主升降机之后，工程师们又进行了一次较轻的升降，将一个重达 16.5 吨的四脚支撑结构--四脚架放置在朝上反射器的中心。 四脚架上有一个弯曲的副反射器，它将把从主反射器上反弹下来的来自深空的射频信号引导到天线的基座上，天线的接收器就安装在基座上。

工程师们现在将努力在钢骨架上安装面板，以形成一个反射射频信号的曲面。 深空站23号一旦完工，将成为继2022年在深空网络的马德里综合设施中新增的深空站53号之后，加入深空网络的六个新波束波导天线中的第五个。

2024 年 12 月 18 日清晨，一台起重机在 112 英尺宽（34 米宽）的深空站 23 号反射碟形天线钢架上若隐若现。 图片来源：NASA/JPL-Caltech

"詹姆斯-韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）令人惊叹的宇宙观测等，"JPL主任劳里-莱辛（Laurie Leshin）说。"该网络支持 40 多项深空任务，包括宇宙中最远的人造物体旅行者 1 号和 2 号。 有了这样的升级，该网络将继续支持人类对太阳系及太阳系以外的探索，使开创性的科学和发现在未来得以实现。

美国国家航空航天局的深空网络由 JPL 管理，并接受美国国家航空航天局SCaN计划的监督。 100 多项 NASA 和非 NASA 任务都依赖于深空网络和近地空间网络，包括为国际空间站上的宇航员和未来的阿耳特弥斯（Artemis）任务提供支持，监测地球天气和气候变化的影响，支持月球探测，以及探索太阳系及其他地方。

编译自/scitechdaily