NASA的欧罗巴探测器迎来先进的高增益天线技术 跨越遥远距离与地球通信

NASA的欧罗巴探测器迎来先进的高增益天线技术跨越遥远距离与地球通信"欧罗巴"(木卫二)是一颗冰封状态下的卫星,距离地球约4.44亿英里(7.15亿公里)。这次任务的一个主要目标是更多地了解这颗卫星的地表下海洋,那里可能蕴藏着适宜居住的环境。工程师和技术人员在JPL的主洁净室安装欧罗巴号的高增益天线。资料来源:NASA/JPL-Caltech探测器到达木星后,天线的无线电波束就会狭长地射向地球。高增益天线的作用就是产生窄而集中的波束。这个名称指的是天线能够集中功率,使航天器能够将高功率信号传回地球上的美国宇航局深空网络。这意味着科学数据将以极高的传输速率激流勇进。在位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室的航天器组装设施舱内,经过几个小时的精心编排,精密设计的天线被安装到航天器上。马修-布雷(MatthewBray)在天线安装前几天说:"天线已成功完成所有独立测试。随着航天器完成最后的测试,无线电信号将通过一个特殊的盖子回环天线,验证电信信号路径是否正常。"布雷位于马里兰州劳雷尔的约翰-霍普金斯大学应用物理实验室,是高增益天线的设计者和首席工程师,他从2014年开始从事该项目。对于布雷和天线来说,这都是一段相当漫长的旅程。"欧罗巴快帆"号团队成员在美国宇航局喷气推进实验室的主洁净室中抬起并安装航天器的大型碟形高增益天线。图片来源:NASA/JPL-Caltech就在过去的一年里,他亲眼目睹了天线在安装前的全国各地纵横驰骋。2022年,该天线在弗吉尼亚州汉普顿的美国宇航局兰利研究中心进行了两次精确数据传输能力测试。在这两次测试之间,天线还在位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心进行了振动和热真空测试,以确定它是否能承受发射时的震动和外太空的极端温度。然后,"欧罗巴"将于2022年10月被送往JPL,安装在航天器上,准备明年运往美国宇航局位于佛罗里达州的肯尼迪航天中心。2024年10月从肯尼迪发射升空后,前往木星的漫长旅程就开始了。工程师和技术人员用起重机吊起一根10英尺(3米)长的高增益天线,准备将其安装到NASA的"欧罗巴号快船"飞船上。该轨道飞行器正在JPL1号高湾的洁净室中进行组装,为2024年10月的发射做准备。图片来源:NASA/JPL-CaltechJPL的"快船号"项目经理乔丹-埃文斯(JordanEvans)强调了高增益天线的重要性,他说:"高增益天线是构建'欧罗巴快船号'的关键部件。它是一个非常显眼的硬件,提供了航天器从欧罗巴星发回科学数据所需的能力。现在有了这个大天线,它不仅看起来像一个航天器,而且在我们向发射迈进的过程中,它已经为即将进行的关键测试做好了准备。"探测器将在木卫二上训练九台科学仪器,所有仪器都将产生大量丰富的数据:高分辨率彩色和立体图像用于研究木卫二的地质和表面;红外热图像用于寻找表面附近可能有水的温暖区域;反射红外光用于绘制冰、盐和有机物的地图;紫外光读数仪用于帮助确定大气气体和表面物质的构成。克利伯号将用冰穿透雷达探测地下海洋,以确定海洋的深度及其上方冰壳的厚度。磁力计将测量月球的磁场,以确认深海的存在和冰的厚度。今天的主角:高增益天线将在33到52分钟内把大部分数据流传回地球。其信号强度和一次性发送的数据量将远远超过美国宇航局的伽利略探测器,后者于2003年结束了为期八年的木星探测任务。在JPL现场负责天线安装的是APL无线电频率模块经理西米-伯曼(SimmieBerman)。和布雷一样,她也是从2014年开始从事天线工作的。射频模块包括航天器的整个电信子系统和总共七根天线,高增益天线就是其中之一。她在安装过程中的工作是确保天线正确地安装在航天器上,并确保各组件方向正确、集成良好。虽然APL和JPL的工程师们已经通过虚拟和实际模拟的方式进行过多次安装练习,但8月14日还是第一次将高增益天线安装到航天器上。她说:"就物理尺寸和普遍兴趣而言,我从未参与过如此大规模的工作。小孩子都知道木星在哪里。他们知道木卫二是什么样子。能研究出这样一个有可能对人类知识产生巨大影响的东西,实在是太酷了。"欧罗巴快船号完成了这具有纪念意义的一步,接下来还需要为即将开始的外太阳系航行做一些准备工作。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1378167.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1378167.htm

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NASA为木星冰月研究任务安装高增益天线

NASA为木星冰月研究任务安装高增益天线美国国家航空航天局(NASA)即将执行的"木卫二快船"(EuropaClipper)任务将探索木星的卫星木卫二是否有适合人类居住的迹象。该任务将于2024年发射,将使用先进的通信工具研究月球的环境及其支持生命的能力。图片来源:NASA/JPL-Caltech当美国国家航空航天局的"欧罗巴快船号"(EuropaClipper)在环绕木星的轨道上,跨越数亿英里从地球发送科学数据和接收指令时,它将需要一个功能强大的天线。6月17日,技术人员在佛罗里达州肯尼迪航天中心的有效载荷危险维修设施内安装了航天器的高增益天线。欧罗巴快船号计划于今年晚些时候发射升空,它将踏上18亿英里(26亿公里)的木星之旅。这是美国宇航局为行星任务开发的最大航天器。它将于2030年4月抵达木星,研究这个气体巨行星的冰冷卫星--木卫二,以确定其支持生命的潜力。2024年6月17日星期一,在位于佛罗里达州肯尼迪航天中心的美国宇航局有效载荷危险维修设施中,技术人员准备将近10英尺(3米)宽的碟形高增益天线安装到美国宇航局的"欧罗巴号快船"(EuropaClipper)上。图片来源:NASA/KimShiflett该航天器将飞越欧罗巴约50次,让它的九台科学仪器收集有关月球大气层、冰壳和下面海洋的数据。近10英尺宽(3米)的碟形天线和几个较小的天线将把数据传输到地球,当航天器在环绕木星的轨道上运行时,这一过程大约需要45分钟。为确保"欧罗巴快船号"拥有必要的带宽,该天线将通过美国国家航空航天局的深空网络(一个大型无线电天线全球阵列,可与太阳系中的数十个航天器通信),在美国国家航空航天局的深空X波段(7.2和8.4千兆赫)和Ka波段(32千兆赫)无线电频率上运行。美国国家航空航天局(NASA)的"欧罗巴号快船"(EuropaClipper)航天器将对木星卫星欧罗巴进行一系列飞越,以收集有关其大气层、冰壳和下面海洋的数据,高增益天线将把研究数据发送给地球上的科学家,以确定该卫星是否能够支持宜居条件。欧罗巴号"飞船计划于2024年10月之前从肯尼迪39A发射场搭载SpaceX公司的猎鹰重型火箭发射升空。图片来源:NASA/KimShiflett欧罗巴快船号彰显了美国国家航空航天局探索太阳系中地球以外宜居环境的决心。虽然"欧罗巴号"不是一项生命探测任务,但了解欧罗巴的宜居性将有助于我们更好地了解生命是如何在地球上发展的,以及我们是否有可能在地球之外找到支持生命的条件。作为发射准备工作的一部分,NASA肯尼迪分部的技术人员将继续为航天器执行任务做好准备,并进行最后的检查。按照计划,欧罗巴快船号将搭载SpaceX公司的猎鹰重型火箭从肯尼迪发射场39A发射升空,时间不会早于2024年10月。欧罗巴快船号的高增益天线由位于马里兰州劳雷尔的约翰-霍普金斯大学应用物理实验室(APL)和位于加利福尼亚州斯托克顿的航空航天供应商AASC(应用航空航天结构公司)设计。由位于加利福尼亚州帕萨迪纳的加州理工学院管理,NASA喷气推进实验室与位于华盛顿的NASA科学任务局的APL合作,领导欧罗巴快船任务的开发。主航天器主体由APL与JPL和位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心合作设计。位于阿拉巴马州亨茨维尔的美国宇航局马歇尔太空飞行中心的行星任务计划办公室负责欧罗巴号快船任务的计划管理。美国国家航空航天局的发射服务计划设在肯尼迪,负责管理"欧罗巴快船"航天器的发射服务。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1435727.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1435727.htm

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NASA"Lucy"号探测器即将与特洛伊小行星"Dinkinesh"相遇

NASA"Lucy"号探测器即将与特洛伊小行星"Dinkinesh"相遇露西号将探索木星特洛伊小行星--被认为是"行星形成的化石"。图片来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心"露西"号航天器将于11月1日首次遭遇小行星。露西号的光学导航团队已经确认,9月29日进行的最新轨迹修正操作准确地设定了飞船飞越主带小行星丁基内什(Dinkinesh)的路线。航天器预计将于美国东部时间下午12:54从距离该小行星约265英里(425公里)处飞过。10月28日,研究小组向航天器发送了所谓的最终知识更新,这是一个数据包,包含了关于航天器和小行星相对位置的最新信息。这个数据包的精确度足以引导航天器走过目前将露西和丁基内什分开的几乎所有50万英里(80万公里)的距离。2023年11月1日,NASA的露西号航天器将飞越主带小行星丁基内什(原名1999VD57)。2023年1月,这颗小行星的飞越被添加到露西的目标列表中。资料来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心跟踪和监控系统在飞船最接近小行星前约一小时,即距离小行星约10,000英里(约合16,000千米)时,"露西"号将开始利用其终端跟踪系统主动监测"丁基内什"的位置,不过由于"丁基内什"体积较小,该系统预计要到最接近前几分钟才能"锁定"小行星。当航天器以大约10,000英里/小时(4.5米/秒)的速度飞掠时,该系统将自动调整航天器的方向,使小行星保持在科学仪器的视野范围内。这将是首次使用这种终端跟踪系统,这次飞越的目的是在实际太空飞行条件下测试该系统。通信和数据下行链路当露西号在11月1日上午接近丁基内什时,航天器将旋转到能够持续跟踪小行星的位置。这将使高增益天线远离地球,航天器在完成相遇序列并调整方向,使高增益天线重新指向地球之前,将无法再次进行通信。飞越过程中的图像和其他科学与工程数据将在接下来的几周内通过下行链路发送。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1393659.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1393659.htm

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NASA罗曼太空望远镜的高增益通信天线通过了极端环境测试

NASA罗曼太空望远镜的高增益通信天线通过了极端环境测试下图是在一个测试室中,该天线将为罗曼航天器和地面之间提供主要的通信连接。它将是迄今为止美国宇航局天体物理学任务中数据量最大的下行链路。南希-格雷斯-罗曼太空望远镜的高增益天线在马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心进行测试。资料来源:美国宇航局/克里斯-冈恩天线反射器由碳纤维复合材料制成,重量很小,但仍能承受航天器的广泛温度波动。该盘直径跨度为5.6英尺(1.7米),与冰箱差不多高,但只重24磅(10.9公斤)。它的大尺寸将帮助罗曼将无线电信号穿过一百万英里的间隔空间发送到地球。在一个频率上,双频天线将接收指令,并发回有关航天器健康和位置的信息。它将使用另一个频率向新墨西哥州、澳大利亚和日本的地面站传输每秒高达500兆比特的数据。这些地点分散开来,因此罗曼团队将始终能够与航天器沟通。这个信息图展示了南希-格雷斯-罗曼、韦伯和哈勃太空望远镜之间数据量的差异。每天,罗曼向地球发送的数据将是哈勃的500多倍。资料来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心生产这种天线是政府和商业部门之间的协调努力,NASA负责无线电频率设计和馈电组件的制造。一个商业伙伴,位于加利福尼亚斯托克顿的应用航空结构公司(AASC)负责最后的飞行机械设计和复合反射器和支柱组件的制造,完成的天线装置于12月交付给美国宇航局。AASC和戈达德的工程师对它进行了广泛的测试,以确认它将在太空的极端环境中如期运行,它将经历零下26至284华氏度(零下32至140摄氏度)的温度范围。该团队还对天线进行了振动测试,以确保它能承受航天器的发射,工程师们在一个射频消声测试室中测量了天线的性能。测试室的每一个表面都覆盖着金字塔形的泡沫片,以减少测试期间的干扰性反射。接下来,该团队将把天线安装到铰接式吊杆组件上,然后将其与罗曼的射频通信系统进行电气整合。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1345563.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1345563.htm

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欧空局木星冰月探测器Juice的关键天线未能展开

欧空局木星冰月探测器Juice的关键天线未能展开Juice的RIME天线还没有按计划部署。在调试的第一周,16米长的冰月探测雷达(RIME)天线出现了一个问题,这使得它无法从其安装支架上释放。Juice目前距离地球350万公里(220万英里)。解除雷达的工作仍在继续,位于德国达姆施塔特的欧空局任务控制中心的团队与科学和工业领域的合作伙伴一起,有很多想法还在准备中。RIME天线现在显示出更多的移动迹象,从航天器上的Juice监测相机的图像中可以看到雷达及其支架的部分视图。现在部分伸展但仍被收起,雷达大约是其全部预定长度的三分之一。Juice的卡住但移动的RIME天线被航天器上的Juice监控相机捕捉到。这个动画显示了4月17日至21日拍摄的五张照片中雷达的运动情况,当时地球上的团队正在完成Juice的部署步骤。这里可以看到RIME天线的四个部分,相互折叠在一起。这个"堆叠"的天线元件是整个天线的一半,旁边的另一半也是折叠堆叠的。另一半还没有开始部署,通过天线段之间不断扩大的空隙可以看到。资料来源:ESA/Juice/JMC,CCBY-SA3.0IGO目前领先的假设是,一个微小的卡住的针还没有为天线的释放让路。在这种情况下,工程团队认为仅仅让出几毫米的距离就可以使雷达的其他部分获得自由。仍有各种选择可以将这个重要的仪器从其目前的位置移开。全面部署天线的下一个步骤包括发动机燃烧,使航天器稍稍摇晃,然后进行一系列旋转,使"Juice"转动,使目前处于寒冷阴影下的支架和雷达升温。4月14日发射后不久,欧空局的木星冰月探测器Juice用其Juice监控相机2(JMC2)拍摄了这张图片。JMC2位于航天器的顶部,用于监测16米长的冰月探测雷达(RIME)天线的多阶段部署。RIME是一个穿冰雷达,将被用于远程探测木星大卫星的地下结构。在这张图片中,可以看到RIME的收放配置。资料来源:ESA/Juice/JCAM,CCBY-SA3.0IGO在成功部署和运行其关键任务的太阳能电池阵列和中等增益天线以及10.6米的磁力计吊杆之后,Juice在其他方面表现得非常好。现在还剩下两个月的计划调试时间,各小组有足够的时间来解决RIME的部署问题,并继续进行其余强大的仪器套件的工作,以调查外太阳系。在荷兰诺德韦克的欧洲空间研究和技术中心(ESTEC)的赫兹设施进行测试期间,Juice任务的RIME天线--冰月探测雷达的1:18比例模型,安装在一个简化的航天器模型之上。RIME是一个穿冰雷达,将被用于远程探测木星大卫星的地下结构。由一个16米长的偶极子天线发射的雷达信号将穿透卫星的冰面,深度达9公里,提供50至140米的垂直分辨率。一旦有了新的信息,我们将分享更新的信息。RIME仪器是一个冰穿透雷达,旨在研究木星冰卫星的表面和地下结构,深度达9公里。它是欧空局的木星冰卫星探测器Juice上的十台仪器之一,被设定为研究气态巨行星周围宜居世界的出现和我们太阳系的形成。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1357391.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1357391.htm

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NASA在Psyche小行星探测器上安装激光通信系统

NASA在Psyche小行星探测器上安装激光通信系统自进入太空时代以来,人类已经取得了非凡的飞跃,造访了太阳系中的每一颗行星,甚至将机器人飞船送入了星际空间,但这些非凡的任务仍然受到无线电通信的束缚,无线电通信仍停留在20世纪60年代。由于依赖老式的X波段无线电系统,乘员和机器人任务的带宽和传输速度小得离谱,速度也慢得离谱。美国国家航空航天局火星勘测轨道飞行器的一张高分辨率图像需要一个半小时才能发送,新视野号飞船飞越冥王星的数据需要16天才能下载。有鉴于此,美国国家航空航天局(NASA)一直在尝试使用激光,不仅可以在太空任务和地球之间建立更快的直接链接,还可以将深空网络(DSN)的天线释放出来,用于执行比日常通信更重要的任务。这些实验中最新的一项是美国国家航空航天局的深空光通信(DSOC)项目,该项目包括在Psyche航天器上安装一个近红外激光收发器。演示的目的不仅是要了解该系统如何在数亿英里的距离上运行,还要探索如何优化南加州的两个地面站,并对干扰力进行补偿。帕洛玛山天文台图/加州理工学院DSOC投入使用后,数据流量将增加10到100倍,这要归功于一台8.6英寸(22厘米)口径的望远镜,它配备了一台从未飞行过的光子计数照相机以及一个子系统,可以自主扫描并锁定由加利福尼亚州赖特伍德附近JPL表山设施的光学通信望远镜实验室发射的高功率近红外激光上行链路。然后,DSOC可以找到位于加利福尼亚州圣迭戈县的帕洛玛天文台,该天文台位于桌山以南约100英里(130公里)处,充当下行链路。此外,一个新的支撑系统将抑制航天器的振动,以确保激光器固定在遥远的目标上。同时,帕洛玛的黑尔望远镜将使用低温冷却的超导纳米线单光子探测器组件,顾名思义,它可以探测到单个激光光子。由于激光传播的距离很远,系统的两端必须在信号在地球和Psyche之间传播的数十分钟内补偿地球和Psyche位置的变化。美国国家航空航天局(NASA)技术示范任务(TDM)计划主任特鲁迪-科特斯(TrudyKortes)说:"DSOC代表着NASA下一阶段的计划,即开发革命性的改进通信技术,这些技术有能力增加太空数据传输--这对NASA未来的雄心壮志至关重要。我们很高兴有机会在Psyche的飞行过程中测试这项技术。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1377577.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1377577.htm

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NASA正在热火朝天地组装欧罗巴Clipper航天器

NASA正在热火朝天地组装欧罗巴Clipper航天器EuropaClipper航天器将占据美国宇航局喷气推进实验室(JPL)的主要生产设施,因为它准备在2024年发射到木星的冰冷卫星Europa。美国宇航局欧罗巴Clipper航天器的核心已经在南加州JPL的航天器装配设施中占据了中心位置。该飞船的主体高10英尺(3米),宽5英尺(1.5米),在接下来的两年里,随着工程师和技术人员对飞船的组装,它将成为该设施的关注焦点。它计划于2024年10月发射到木星的卫星欧罗巴。科学家们相信,这个冰雪覆盖的卫星上有一个巨大的内部海洋,可能蕴藏着适合支持生命的条件。在近50次飞越欧罗巴的过程中,航天器的科学仪器套件将收集关于这颗卫星大气、表面和内部的数据。科学家们将利用这些信息来测量海洋的深度和盐度,冰壳的厚度,以及可能将地下水排入太空的潜在羽流。EuropaClipper的一些科学仪器已经完成,并将安装在航天器上。最近,被称为磁探测等离子体仪器的等离子体检测仪器和欧罗巴成像系统广角相机从马里兰州劳雷尔的约翰霍普金斯应用物理实验室(APL)运抵装配现场。此外,被称为E-THEMIS的热辐射成像仪器和紫外线光谱仪Europa-UVS已经安装在航天器上,这将支持许多仪器传感器,稳定它们以确保它们的方向正确。即将被安装的还有铝制电子设备外罩,它将保护里面的电子设备免受木星的强烈辐射。这些电子设备使欧罗巴快船的电脑能够与航天器的天线、科学仪器以及使它们保持活力的子系统进行通信。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1305625.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1305625.htm

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