LEGS будет напрямую поддерживать кампанию Artemis, включая Lunar Gateway, систему приземления человека (HLS) и лунный вездеход (LTV). Фото предоставлено: НАСА
LEGS НАСА может сделать больше, чем просто помочь землянам передвигаться по планете. Три наземных пункта исследования Луны (LEGS) улучшат коммуникационные услуги сети ближнего космоса и поддержку кампании НАСА «Артемида».
Программа НАСА «Космическая связь и навигация» (SCaN) поддерживает две основные сети связи агентства — Сеть дальнего космоса и Сеть ближнего космоса, которые позволяют спутникам в космосе отправлять данные на Землю для изучения и открытий.
Используя антенны по всему миру, эти сети улавливают сигналы со спутников, собирают данные и позволяют инженерам-навигаторам отслеживать миссию. В первой миссии «Артемида» эти сети работали в тандеме, поддерживая миссию в ее 25-дневном путешествии вокруг Луны. Они сделают то же самое в предстоящей миссии «Артемида II».
Чтобы поддержать инициативу НАСА «Луна-Марс», НАСА добавляет три новые антенны LEGS к сети ближнего космоса. Поскольку НАСА работает над сохранением человеческого присутствия на Луне, коммуникационная и навигационная поддержка будет иметь решающее значение для успеха любой миссии. Антенны LEGS будут напрямую поддерживать последующие миссии «Артемида» и сопутствующие миссии, такие как пилотируемая система приземления, наземный лунный аппарат и шлюз.
«Одна из основных целей LEGS — снизить нагрузку на сеть дальнего космоса», — сказал Ти Джей Крукс, менеджер проекта LEGS в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. «Сеть ближнего космоса и ее новые антенны LEGS будут сосредоточены на лунных миссиях, в то время как сеть дальнего космоса может поддерживать миссии дальше в Солнечной системе, такие как космический телескоп Джеймса Уэбба и межзвездные миссии «Вояджер».
Космическая станция «Врата» станет первой космической станцией человечества на лунной орбите и станет ключевой частью миссии «Артемида», которая вернет людей на Луну для научных исследований и спланирует путь людей на Марс. Фото предоставлено: НАСА
Сеть ближнего космоса предоставляет услуги связи и навигации для миссий на расстояниях до 1,9 миллиона километров от Земли, включая Луну и точки Лагранжа 1 и 2 между Солнцем и Землей. Луна и точки Лагранжа являются общим регионом с сетью дальнего космоса, которая может предоставлять услуги для миссий в Солнечной системе и за ее пределами.
Антенны LEGS диаметром 20 метров стратегически распределены по всему миру. Такое глобальное расположение гарантирует, что, когда Луна заходит на одной станции, она восходит в поле зрения другой. Поскольку Луна постоянно находится в поле зрения, сеть ближнего космоса может постоянно поддерживать лунные операции.
Как это работает
Когда спутник вращается вокруг Луны, он кодирует свои данные в радиочастотный сигнал. Когда антенна LEGS появляется в поле зрения, этот спутник (или вездеход и т. д.) отправляет сигнал на антенну LEGS. Затем эти данные передаются операторам миссий и ученым по всему миру, которые могут принимать решения о состоянии и орбите космического корабля или использовать научные данные для совершения открытий.
Антенны LEGS призваны быть чрезвычайно гибкими для пользователей. Для LEGS-1, LEGS-2 и LEGS-3 НАСА реализует «двухдиапазонный подход» к антеннам, позволяющий миссиям общаться в двух разных диапазонах радиочастот — X-диапазоне и Ka-диапазоне.
Антенны LEGS (похожие на эту антенну CPI Satcom длиной 20,2 метра) будут размещены в равномерно распределенных местах по всему миру. Это гарантирует, что когда Луна садится на одной станции, она восходит в поле зрения другой. Поскольку Луна постоянно находится в поле зрения, сеть ближнего космоса НАСА может круглосуточно поддерживать лунные миссии. Фото предоставлено: CPI Satcom
Обычно пакеты данных меньшего размера, такие как данные телеметрии, передаются в X-диапазоне, тогда как для научных данных или изображений высокого разрешения требуется Ka-диапазон. Благодаря своей более высокой частоте Ka-диапазон позволяет одновременно загружать значительно больше информации, например, видео высокого разрешения в реальном времени для поддержки пилотируемых операций.
Дополнительные мощности LEGS запрашиваются у поставщиков коммерческих услуг и включают «трехдиапазонный подход» для антенн, который использует S-диапазон в дополнение к X-диапазону и Ka-диапазону.
Первая наземная станция LEGS, или LEGS-1, расположена в комплексе НАСА White Sands в Лас-Крусес, штат Нью-Мексико. НАСА в настоящее время совершенствует местность и оборудование комплекса для размещения новой антенны LEGS-1.
Антенна LEGS-2 будет расположена в Матьесфонтейне, Южная Африка, недалеко от Кейптауна. В сотрудничестве с SANSA, южноафриканским космическим агентством, НАСА выбрало это место, чтобы максимально увеличить охват Луны.
В Южной Африке недалеко от Йоханнесбурга располагалась наземная станция, которая сыграла роль в миссиях НАСА «Аполлон» на Луну в 1960-х годах. Агентство планирует завершить создание антенны LEGS-2 в 2026 году. В рамках проекта LEGS-3 НАСА исследует участки в Западной Австралии.
Эти станции полностью дополнят существующие возможности сетей ближнего и дальнего космоса и обеспечат более надежные коммуникационные услуги для кампании «Артемида».
