DSN

Le Deep Space Network (DSN) est un système de grandes antennes radio exploité par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA pour communiquer avec les engins spatiaux robotisés et les sondes planétaires bien au-delà de l'orbite terrestre. Contrairement aux stations au sol qui suivent les satellites en orbite terrestre basse, qui nécessitent des transferts fréquents lorsque le satellite passe au-dessus, le DSN maintient un contact bidirectionnel continu avec les missions opérant à des millions de kilomètres. Un engin spatial en orbite martienne ou sur une trajectoire interplanétaire peut rester en contact avec la Terre via les stations relais du DSN, recevant des commandes et transmettant des données de télémétrie et scientifiques à travers le système solaire.

Le réseau se compose de trois complexes principaux, positionnés à environ 120 degrés d'intervalle autour de la longitude terrestre : Goldstone dans le désert de Mojave en Californie, Madrid en Espagne et Canberra en Australie. Cet espacement géographique garantit que tout engin spatial lointain reste en vue d'au moins une station pendant la rotation de la Terre. Chaque complexe exploite plusieurs antennes paraboliques d'un diamètre allant de 34 à 70 mètres. Les antennes de 70 mètres de Goldstone et de Madrid sont parmi les plus grandes antennes orientables sur Terre et offrent la réception la plus sensible pour les signaux faibles revenant du système solaire externe.

Force du signal et débits de données

Un engin spatial près de Jupiter ou de Saturne transmet à des niveaux de puissance mesurés en dizaines de watts sur des distances de centaines de millions de kilomètres. Au moment où ce signal atteint une antenne DSN, il s'est atténué à environ un billionième de sa force d'origine. Les antennes de 70 mètres, fonctionnant aux fréquences en bande X (environ 8,4 GHz), peuvent détecter des signaux avec des niveaux de puissance de l'ordre du femtowatt. Les débits de données pour les missions spatiales lointaines sont en conséquence faibles, souvent mesurés en kilobits par seconde plutôt qu'en mégabits par seconde, ce qui est typique des communications terrestres.

Le personnel de maintenance aéronautique ne travaille pas directement avec le matériel DSN, mais les avions et hélicoptères utilisés pour la logistique des sites DSN, le transport d'équipement et les interventions d'urgence nécessitent une planification opérationnelle spécialisée. Les emplacements éloignés des complexes DSN, en particulier Goldstone et Madrid, imposent des contraintes inhabituelles aux opérations aériennes, y compris de longues distances vers les aérodromes de déroutement de secours et des considérations d'interférences électromagnétiques pendant les opérations de réception sensibles. Les équipes de maintenance doivent comprendre que la planification des opérations aériennes autour des fenêtres de communication critiques des engins spatiaux est obligatoire.

Le DSN prend également en charge les missions spatiales habitées, en particulier la Station spatiale internationale pendant les fenêtres de transmission à haut débit. Cependant, sa mission principale reste l'exploitation et le soutien des sondes planétaires inhabitées. Les missions utilisant actuellement le DSN comprennent les rovers sur Mars, les sondes Voyager à la limite de l'espace interstellaire, les orbiteurs autour de Mercure et d'autres planètes, et le télescope spatial James Webb. L'existence et la capacité du réseau déterminent directement les objectifs scientifiques réalisables pour les missions spatiales lointaines, car la capacité de télécommander et de télécharger des données est fondamentale pour la conception des missions.