O conjunto de antenas da DSN, incluindo a renomada antena de 70 metros, desempenha um papel fundamental na exploração espacial, permitindo a comunicação com naves espaciais distantes. Sua tecnologia de matriz e vários tamanhos de antena são adaptados para aprimorar a força do sinal e dar suporte a uma grande variedade de missões espaciais, marcando avanços significativos na tecnologia de comunicação espacial.
Explore a enorme antena de comunicações espaciais profundas de 70 metros da NASA, localizada no Complexo de Comunicações Espaciais Profundas de Goldstone, em Barstow, Califórnia.
Essa antena faz parte da Rede Espacial Profunda, a rede internacional de instalações da NASA usada para se comunicar com espaçonaves distantes que exploram nosso sistema solar.
As antenas da Deep Space Network são o elo indispensável para os exploradores robóticos que se aventuram além da Terra.
Elas fornecem a conexão crucial para comandar nossas espaçonaves e receber imagens e informações científicas inéditas sobre a Terra, impulsionando nossa compreensão do universo, nosso sistema solar e, por fim, nosso lugar dentro dele.
Antena de 70 metros
Cada rede Deep Space Network, ou DSN, tem uma antena enorme de 70 metros de diâmetro.
As antenas de 70 metros são as maiores e mais sensíveis antenas da DSN, capazes de rastrear uma nave espacial que viaja a dezenas de bilhões de quilômetros da Terra.
7 milhões de quilogramas), a superfície desse gigantesco refletor em forma de disco é mantida com uma precisão de meia polegada (um centímetro) em toda a sua superfície de 41.400 pés quadrados (3.850 metros quadrados).
Essa precisão é crucial, pois mesmo pequenas deformações podem interferir no funcionamento da antena.
Um conjunto de rolamento hidrostático suporta o enorme peso da antena em três almofadas, que deslizam ao redor de um grande anel de aço sobre um filme de óleo com a espessura de uma folha de papel.
A NASA construiu a antena de 70 metros quando missões ambiciosas começaram a se aventurar além da órbita da Terra e precisavam de ferramentas de comunicação mais poderosas para acompanhá-las.
A antena de 70 metros em Goldstone, apelidada de “Antena de Marte”, foi a primeira das antenas gigantes projetadas para receber sinais fracos e transmitir sinais muito fortes para longe do espaço, com um prato de 210 pés de largura (64 metros) quando entrou em operação em 1966.
O prato foi atualizado de 64 para 70 metros em 1988 para permitir que a antena rastreasse a espaçonave Voyager 2 da NASA enquanto ela encontrava Netuno.
Embora tenha sido oficialmente batizada de Deep Space Station 14, ou DSS 14, a antena ganhou o nome Mars de sua primeira tarefa: rastrear a nave Mariner 4, que era perdida por antenas menores após seu voô histórico de Mars em 1965.
A antena de Marte deu suporte a missões que incluíram a Pioneer, a Cassini e os Reversores de Exploração de Marte.
Recebeu o famoso comunicado de Neil Armstrong da Apollo 11: “Esse é um pequeno passo para o homem, um salto gigantesco para a humanidade”.”
Ele também ajudou na obtenção de imagens de planetas, asteroides e cometas próximos, ao emitir seu poderoso sinal de radar sobre os objetos de estudo.
Antena de 34 metros
As antenas de 34 metros são fornecidas em dois tipos: uma antena de alta eficiência e uma antena com guia de onda de feixe.
O que torna a versão com guia de onda de feixe especial é a adição de cinco espelhos de radiofrequência de precisão que refletem os sinais de rádio ao longo de um tubo, da antena até um cômodo abaixo do solo.
Esse projeto permite que os componentes eletrônicos sensíveis estejam em uma sala de equipamentos com controle climático, em vez de ao ar livre, no centro do prato da antena.
Essa configuração também simplifica a manutenção e a modificação do equipamento à medida que novas tecnologias são desenvolvidas.
Antena de 26 metros
Cada complexo DSN contém uma antena de 26 metros de diâmetro que é usada principalmente para rastrear naves espaciais em órbita da Terra que orbitam entre 100 e 620 milhas (160 e 1.
000 quilômetros) acima do planeta.
Uma montagem especial (uma montagem em X-Y) permite que essas antenas sejam apontadas para baixo no horizonte para captar os orbitadores da Terra que se movem rapidamente, assim que eles surgem no campo de visão.
A velocidade máxima de rastreamento é de três graus por segundo, o que equivale ao rastreamento de uma rotação completa de uma espaçonave em órbita da Terra a cada dois minutos.
As antenas de 26 metros foram originalmente construídas para apoiar as missões da Apollo, que enviaram exploradores humanos à Lua entre 1967 e 1972.
Elas foram desativadas das operações em agosto de 2009.
Arraying de antenas
O array de antenas combina os sinais recebidos por várias antenas em locais diferentes para funcionar como uma única antena grande.
A técnica é benéfica nas comunicações no espaço profundo, onde o sinal transmitido por uma espaçonave se torna muito fraco à medida que percorre vastas distâncias interplanetárias.
Quando o sinal de uma espaçonave chega à Terra, ele é espalhado por uma área ampla, de modo que uma única antena só intercepta uma pequena parte dele.
A disposição em camadas permite que mais do sinal fraco seja capturado e possibilita taxas de dados mais altas.
Os experimentos com um protótipo de sistema de disposição em camadas para os encontros da Voyager de 1979 em Júpiter e da Pioneer 11 em Saturno disseram aos engenheiros muito sobre como obter maior sensibilidade.
Todos os três complexos DSN fizeram uso intensivo de configurações em matriz para os encontros do Voyager com Saturno em 1980 e 1981.
Quando a Voyager 2 passou por Urano em 1986, o DSN estava combinando sinais de até quatro antenas.
Para o encontro da espaçonave com Netuno três anos mais tarde, a DSN combinou sinais do telescópio de rádio Parkes da Austrália no complexo de Canberra e combinou sinais das 27 antenas do Very Large Array (VLA) em New Mexico no Goldstone Array.
Um triunfo para Galileo
A missão Galileo a Júpiter empregou arranjos em 1996 e 1997 para aumentar a quantidade de dados científicos que a missão, com sua antena de alto ganho deficiente, podia retornar.
No caso do Galileo, a DSN reuniu até cinco antenas de três instalações de rastreamento em dois continentes (especificamente, Goldstone, Canberra e Parkes).
O resultado para o Galileu foi um retorno de dados melhorado em um fator de três, em comparação com o de uma única antena de 70 metros.
A disposição em camadas, além dos avanços nas técnicas de compressão e codificação de dados, ajudou tornando o Galileu tão bem-sucedido que sua missão foi estendida para mais de uma dúzia de anos de observações valiosas de Júpiter e de suas luas.
Publicado em 20/09/2024 14h57
Artigo original: