El telescopio espacial James Webb de la NASA está a casi 1 millón de millas (1,5 millones de kilómetros) de la Tierra, orbitando el punto 2 de Lagrangian desde el Sol y la Tierra. ¿lejos? Usamos un DSN (Red de espacio profundo) para ponerse en contacto con el observatorio. Recibimos datos cuando tenemos una conexión a Webb usando una antena DSN
Sandy Cowan, Gerente de interfaz de misión para Webb dentro de DSN, señala esto «Cada imagen web encantadora que adorna nuestras pantallas no sería posible sin el apoyo de las antenas y el personal de DSN, la columna vertebral de la comunicación interplanetaria..«
El DSN tiene tres ubicaciones en todo el mundo, cada una separada por 120 grados. Antenas se encuentra en Goldstone, California; Camberra, Australia; y Madrid, España. Esto nos permite comunicarnos con Webb en cualquier momento del día, ya que la Tierra gira. DSN es administrado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en el sur de California. Kari Bosley, planificadora principal de la misión de Webb en el Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (STScI), nos explica más de este proceso de comunicación entre Webb y el DSN.
«¿Cómo planeamos cuándo conectarnos con Webb? No es tan simple como levantar el teléfono y llamar al telescopio. Para que la Tierra se conecte con Webb, hay algunas cosas que suceden antes de que se programe un contacto. En promedio , un centro de operaciones de la misión Webb llama al observatorio de 2 a 3 veces al año.” Al menos en un período de 24 horas Los planificadores de tareas en STScI están donde se encuentra el centro de operaciones de la misión (MOC), el programador de tareas está en el JPL y, por supuesto, en los agregadores DSN Los planificadores de tareas en STScI trabajan con los organizadores de tareas en el JPL para establecer conexiones con Webb.
¿Cómo sabemos cuándo podemos comunicarnos con Webb? Facilidad de dinámica de vuelo En el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, el MOC en STScI transmite los períodos de visualización cuando el observatorio es visible desde las tres ubicaciones DSN diferentes. El programador de misiones compara esos tiempos con lo que está disponible en el sistema de programación mientras otras misiones compiten por el tiempo con su nave espacial. Todas las misiones requieren períodos de tiempo específicos para comunicarse con su nave espacial, y el tiempo depende de dónde se encuentre la nave espacial en el espacio. Hay momentos en que los conflictos entre varias misiones solicitan el mismo recurso al mismo tiempo. Cuando esto suceda, nuestro organizador de misiones en JPL negociará con las otras misiones para llegar a un compromiso que satisfaga a todas las misiones. Una vez que se completan todas las negociaciones, los cronogramas se envían a los planificadores de la misión con hasta 6 meses de anticipación. El cronograma está establecido para las primeras ocho semanas y no se permiten cambios a menos que haya una emergencia o un evento importante con una nave espacial. Los períodos posteriores están sujetos a negociaciones continuas.
«Cada uno de agregadores de DSN Tiene diferentes tipos de antenas, incluyendo las de 70 metros (230 pies de diámetro), 34 metros (111 pies de diámetro) y 26 metros (85 pies de diámetro). Los agregadores de DSN usan antenas de 34 metros para hablar con Webb usando las antenas de 70 metros como respaldo. El DSN admite diferentes asignaciones de frecuencias de radio, como las frecuencias de banda S y banda Ka utilizadas por Webb. La banda S tiene menos ancho de banda y lo usamos para enviar comandos a la nave espacial (por ejemplo, iniciar la grabadora), para recibir telemetría de ingeniería para monitorear la salud y la seguridad del observatorio y para seleccionar. El alcance es el proceso de determinar la ubicación y la trayectoria de una red mediante el retraso entre el momento en que se transmite la señal y el momento en que se recibe de vuelta en tierra.
«Usamos la banda Ka para vincular los datos científicos y de ingeniería almacenados, y algo de telemetría de la nave espacial. Si usamos la banda S para los datos de enlace descendente, toma varios días descargar los datos de cada día. Con la banda Ka, toma mucho menos tiempo , y normalmente podemos completar la descarga de todos los datos almacenados en 2 horas. La antena de alta ganancia en Webb se usa para el enlace descendente en la banda Ka y la antena de ganancia media se usa para el enlace ascendente y descendente en la banda S cuando ambas antenas apuntan directamente al colector para obtener un contacto. La mayoría de nuestros contactos duran de 2 a 6 horas. Normalmente, requerimos al menos 4 horas de contactos. Dado que el DSN alberga aproximadamente 40 tareas diferentes, la programación es compleja.
«Hay momentos en que nuestros contactos son muy cortos y otros en los que son más largos. En cada contacto, es importante descargar la mayor cantidad de datos posible porque el telescopio está constantemente haciendo observaciones científicas y obteniendo más datos. Cuando no estamos en contacto , el telescopio continúa realizando observaciones científicas de forma independiente. Estos datos se almacenan en el registrador de estado sólido y se vinculan en el siguiente contacto. Después de que Webb MOC en STScI recibe los datos y los digiere en un archivo. Archivos de Barbara A. Mikulski para el Telescopio Espacial Para procesamiento y calibración, los observadores recibirán datos de sus observaciones.
Aquellos interesados en ver el enlace descendente y ascendente entre las misiones de la NASA y el DSN pueden visitar el sitio web «Deep Space Network Now». https://eyes.nasa.gov/dsn/dsn.html. Puede ver las tareas y los recursos que se utilizan activamente en un DSN. «
El telescopio espacial James Webb es el telescopio espacial más grande, poderoso y complejo del mundo jamás construido. Webb resolverá misterios en nuestro sistema solar, mirará más allá de mundos distantes alrededor de otras estrellas e investigará estructuras misteriosas y los orígenes del universo y nuestro lugar en él. Webb es un programa internacional dirigido por la NASA y sus socios. ESA (Agencia Espacial Europea) y el Agencia Espacial Canadiense.
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