NASA利用深空网络成功定位两枚失踪月球探测器 LRO + Chandrayaan-1

[peter]

NASA利用深空网络成功定位两枚失踪月球探测器
http://www.cnbeta.com/articles/tech/591497.htm

NASA的月球勘测轨道器(LRO)和印度空间研究组织的Chandrayaan-1任务探月卫星


此次成功定位借助于DSN位于美国加利福尼亚的金石(Goldstone)地面综合测控站的地面天线设施，金石站的先进地面空间天线设施证明了空间测控雷达可用于未来的月球探测任务。


金石站配有11m口径天线一副；26m口径的卡塞格伦天线一副；34m口径天线五副，其中三副为射束波导天线；一副70m口径的天线。

其中，26m口径的天线工作在S、X频段，34m口径的射束波导天线工作在X、Ka频段，70m口径的天线工作在L、S、X、Ka频段。

根据NASA喷气推进实验室(JPL)的主要研究者Marina Brozovic称这项实验性定位测控两枚被遗弃的空间飞行器，

包括2个难度的勘测工作，首先是对目前仍能活动、并向任务控制中心发送部分位置信息的月球勘测轨道器(LRO)的测控定位，由于其严格意义上算不上失踪，
项目团队拿该目标进行实际试验，能够帮助进一步的难度任务进行变量排除，




测控工作的第二步则显得更为困难，
研究团队需要找到自2009年便失联失踪的Chandrayaan-1任务探月卫星，
尽管其月球轨道能够被预测，但是放到地球-月亮这个空间尺度，
寻找一枚每面仅1.5m面积的立方体卫星如同大海捞针。此外月球引力场的复杂性使得这起任务刚加艰巨。

NASA利用金石站70m口径的天线发射高能雷达波束射向月球，而反射波束则由西弗吉尼亚的绿岸望远镜的100m射电天线捕获。

[吳柏賢]

LRO 不是還在使用中嗎? 沒有失蹤吧?

首先是對目前仍能活動、並向任務控制中心發送部分位置信息的月球勘測軌道器(LRO)的測控定位，由於其嚴格意義上算不上失踪，項目團隊拿該目標進行實際試驗，能夠幫助進一步的難度任務進行變量排除，

[peter]

沒失蹤，是拿來練工用

[peter]

http://www.cnbeta.com/articles/tech/592297.htm

在地球轨道寻找废弃的航天飞船和空间碎片可能是一项技术挑战，在月球轨道探测这些对象就更加困难。光学望远镜是无法搜索到隐藏在明亮月光下的小型目标。然而位于NASA的喷气推进实验室(JPL)的科学家们，开创了一项新的星际雷达(interplanetary radar)技术应用，并将其运用到月球轨道上的探测器，其中一个是目前运行正常的月球勘测轨道飞行器(LRO)，另一个处于休眠状态月船1号（Chandrayaan-1）。DSS-14天线，直径70米，位于戈德斯通(Goldstone)深空通信大楼。1966年3月18日，DSS-14首次接收到了首艘抵达火星的探测器(水手4号)传回的信号，因此DSS-14又被称为火星天线。

来源：NASA/JPL-Caltech

通过新型的雷达技术，NASA找到了印度一艘失联许久的月球卫星——月船1号，最后一次和这艘飞船的通信是在2009年8月，月船1号迄今已失联近8年。月船1号是一个立方体卫星，体积非常小，每一边大约1.5米长。月船一号是印度的首颗绕月卫星，2008年10月22日在斯利哈里柯塔岛发射，本身还携带了一个月球撞击探测器，于2008年11月从月球轨道释放，和月面撞击后，揭示了月球极低表面有水冰的迹象。对此感兴趣的朋友，请阅读这里：https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/ice/ice_moon.html

另外，印度预计在2018年初发射月船二号卫星。

这张计算机生成的图像，描绘了2016年7月2日，太阳系雷达戈德斯通探测到月船一号的位置。在上图中，紫色的圆圈位于月面165公里上空，表示雷达波束可在月球轨道探测的范围，宽度200公里。一旦航天器进入雷达波束照射的区域，如上图右上角白框中，就会反射一个非常强的回波。

来源：NASA/JPL-Caltech

发现的过程如下，喷气推进实验室团队使用戈德斯通口径70米的天线，向月球南北极上空约165公里的位置(定点守候)，发射了雷达波束，通过轨道计算得出，如果月船一号仍然位于月球表面200千米上空的轨道，那么将有回波反射回地球，被100米口径的绿岸天文望远镜接收到。

2016年7月3日，月船一号飞越月球南极上空时的雷达图像。当天一共捕获了4张月船一号的雷达影像，这是其中的一张。

来源：NASA/JPL-Caltech

随后，喷气推进实验室根据返回的数据，估计了月船一号的速度和目标距离，该信息随后用于更新月船一号的轨道预测。

[peter]

http://www.cnbeta.com/articles/science/675207.htm

美国宇航局（NASA)使用了一张在南极洲的麦克默多站外拍摄的自拍照，并将其发送至国际空间站，整个过程展示了一项名为“中断容错网络”（DTN）的新技术。



这种通信技术将允许远离地球的航天器使用星际互联网版本与任务控制进行通信。

互联网是将数据从世界的一部分转移到另一部分的绝佳方式，但它确实有其局限性。其中之一就是它的设计假定从A点到B点的连接可以保持不中断，或者如果断开后可以重新开始发送数据包。

地球上的信息“高速公路”上有数以万亿计的潜在连接，但深空任务通常依赖于一个数据链路，这个数据链路可能被距离中断或太阳阻碍。如果这一个环节被破坏，重要的任务遥测和其他数据将永远丢失。所以，尽管互联网技术对于太空通信非常有用，但确实需要一些重要的调整。

这就是NASA研发“中断容错网络”技术的原因。由于地理位置偏远，纬度高，天气糟糕，基础设施不足，南极数据传输的需求超过了容量，而且由于中断，信息不断受到威胁。

DTN发送信息的方式与传统互联网相同。信息被编码并分解成数据包，这些数据包被捆绑并通过系统发送到目的地。但是，与互联网不同，如果连接不可用，DTN将存储该数据包，直到重新建立通信。然后可以发送捆绑包，并在目的地重建文件。

在演示中使用的自拍照是用智能手机拍摄的，DTN软件使用重新调整的跟踪和数据中继卫星（TDRS）将图像文件从麦克默多地面站发送到NASA的 White Sands Complex。当传输到达北美时，一系列DTN节点将数据包发送到NASA位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心，然后通过另一个TDRS链路传输到国际空间站。在国际空间站上，数据包由Telescience资源工具包演示有效载荷收集，最终的DTN节点重建图像。

根据NASA的说法，开源DTN技术不仅可以确保与航天器之间的安全通信联系，而且也可以应用于其他方面，例如可以用于受灾地区和通信中断的地方。

美国南极项目极地研究支持技术开发经理Patrick Smith表示：“我们正在实地考察这个软件。从智能手机传输的简单性可能会对我们在极地地区支持的科学的增加和多样化产生重大影响，这代表了我们远程自主现场研究仪器如何可能在一天内运行。