Le Deep Space Network est en difficulté

By | September 11, 2023

Note de l’éditeur: Don Lincoln est un scientifique principal au Laboratoire national des accélérateurs Fermi. Il est l’auteur de divers livres scientifiquesy compris le livre audio “La théorie du tout : la quête pour expliquer toute la réalité.» Il produit également une série vidéos sur l’enseignement des sciences. Suivez-le plus loin Facebook. Les opinions exprimées dans ce commentaire sont les siennes. Afficher plus d’avis sur CNN.

Selon la vénérable émission télévisée « Star Trek », l’espace est la dernière frontière. Bien que les défis des vols spatiaux habités soient de taille, si les humains parviennent à coloniser d’abord le système solaire, puis les étoiles, notre avenir s’annonce prometteur – rempli de ressources illimitées.

Don Lincoln - Avec l'aimable autorisation de Don Lincoln

Don Lincoln – Avec l’aimable autorisation de Don Lincoln

Nous avons commencé à explorer le système solaire, en lançant des sondes sans pilote pour prendre les devants. Les images qu’ils nous renvoient depuis des planètes lointaines nous donnent un avant-goût des merveilles que nous allons rencontrer. Cependant, il y a un problème. Le réseau qui nous relie à ces yeux technologiques est en difficulté.

Le Deep Space Network, ou DSN, est un ensemble interconnecté de trois installations de radiotélescopes situées dans le monde entier. Ces installations, situées en Californie, en Espagne et en Australie, sont gérées et exploitées pour la NASA par le Jet Propulsion Laboratory. À une longitude d’environ 120 degrés, leurs emplacements ont été choisis de manière à ce que chaque vaisseau spatial situé à une distance supérieure à 30 000 kilomètres (environ 18 640 miles) de la Terre puisse être en contact radio avec au moins l’un d’entre eux.

Le DSN est le principal moyen par lequel la NASA se connecte aux vaisseaux spatiaux éloignés de la Terre, y compris des merveilles d’ingénierie comme le télescope spatial James Webb, le rover Mars 2020 Perseverance et même la sonde ultra-éloignée Voyager 1 – l’objet fabriqué par l’homme qui est actuellement le plus éloigné de la Terre. Sans le DSN, l’exploration robotique de l’espace lointain par la NASA ne serait tout simplement pas possible.

Le problème du DSN est multiple. Bien qu’il ait fonctionné brillamment depuis son entrée en service dans les années 1960 et qu’il ait fait l’objet de mises à niveau périodiques, il est surchargé et a un besoin urgent d’améliorations de ses infrastructures.

Actuellement, 40 missions dépendent des antennes DSN pour fonctionner, et 40 missions supplémentaires devraient être lancées à l’avenir. Étant donné que certaines des missions existantes resteront fonctionnelles, les demandes sur le réseau continueront d’augmenter.

La gravité de la situation était clairement évidente lors de la récente mission Artemis I de la NASA sur la Lune. Bien que cette mission soit sans pilote, le programme Artemis finira par lancer des astronautes dans l’espace à bord d’un vaisseau spatial appelé Orion, avec pour objectif d’envoyer des humains sur la Lune dès 2025. Le DSN sera la méthode par laquelle les contrôleurs de mission sur Terre communiqueront avec les astronautes et suivront la trajectoire de l’engin.

Lors de la mission Artemis I, le DSN a été utilisé pour suivre la capsule sans pilote Orion. La capsule était accompagnée de dix petits « CubeSats » secondaires, de petits satellites dont la taille varie de la taille d’un grille-pain à la taille d’une mallette. Il s’agit essentiellement d’appareils peu coûteux capables d’effectuer des tâches spécifiques.

Cependant, chacun de ces CubeSats nécessitait sa propre liaison DSN afin que le personnel technique sur Terre puisse surveiller les performances, ce qui imposait une lourde charge aux capacités du réseau de communication. Au cours de la mission Artemis I de 25 jours, d’autres missions scientifiques critiques ont été négligées.

Pour donner une idée de l’impact, le vaisseau spatial Orion a reçu 903 heures de temps DSN, tandis que les CubeSats ont consommé 871 heures supplémentaires de temps DSN.

Pendant le vol Artemis, l’utilisation du DSN signifiait que d’importantes missions scientifiques se voyaient refuser l’utilisation du réseau pendant 1 585 heures, dont 185 heures lorsque le télescope spatial James Webb était incapable de communiquer avec la Terre. De plus, pendant que le vaisseau spatial Orion volait, la NASA a reporté 509 heures d’une maintenance importante du DSN.

Cela ne veut pas dire que la mission Artemis est sans importance. Au contraire, si l’humanité veut s’aventurer à nouveau dans l’espace lointain, il sera crucial de pouvoir maintenir une liaison radio avec ces intrépides explorateurs. Et le besoin de capacités supplémentaires pour interagir avec les engins spatiaux sans pilote augmente, à la fois en raison de missions supplémentaires et du simple fait que les caméras modernes prennent des images plus nettes et nécessitent une connectivité plus rapide pour transmettre les images.

Essentiellement, ce n’est pas différent de la façon dont votre streaming télévisé haute définition nécessite plus de bande passante que l’ancienne définition standard. Comme indiqué dans un récent rapport de l’Inspecteur général, la situation actuelle est intenable et ne fera qu’empirer.

Alors, que faut-il faire ? Il faut surtout être à l’écoute des professionnels de la communication qui animent la DSN et leur apporter le soutien nécessaire au développement de leurs capacités. Cela pourrait inclure la construction d’antennes supplémentaires sur les trois sites DSN, l’amélioration de l’électronique des antennes actuelles et diverses mises à niveau supplémentaires.

Les coûts opérationnels liés à la mise à niveau du DSN sont relativement modestes. Les installations de la DSN peuvent être rénovées et modernisées pour un coût de quelques centaines de millions de dollars. C’est minime comparé au coût de 10 milliards de dollars du télescope spatial James Webb et de la mission Artemis, qui coûtera probablement plus de 40 milliards de dollars sur cinq ans.

Les deux missions, et en fait tous les programmes dans l’espace lointain, dépendent de communications fiables, sinon elles échoueront. Il est impératif que nous financions le réseau de communication qui garantit le succès de ces efforts.

Si nous voulons explorer l’univers qui nous entoure, nous devons être capables de communiquer avec ces âmes courageuses qui s’aventurent vers la dernière frontière – tant humaine que robotique. Le Deep Space Network est le lien de la NASA avec les planètes, et il a besoin d’un soutien supplémentaire si jamais nous osons aller là où aucun homme n’est allé auparavant.

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