NASA 深空网络在 Artemis II 任务中表现稳定,尽管之前接近崩溃边缘

NASA 深空网络在 Artemis II 任务中表现稳定,尽管之前接近崩溃边缘

NASA 深空网络在 Artemis II 任务中稳定运行,系统压力逼近设计极限

NASA 的深空网络(Deep Space Network)在 2026 年上半年执行的 Artemis II 载人绕月任务中提供了关键的通信支持,系统在整个任务期间保持了稳定运行。但 NASA 内部评估报告同时指出,深空网络在过去两年的任务量激增已经让系统逼近设计极限,部分地面站的工作负荷超出了设计时的预期承载能力。

深空网络由分布在西班牙、美国加州和澳大利亚的三个地面站组成,覆盖了全球 120 度的经度范围,确保在任何时候都能至少与深空探测器保持连续通信。Artemis II 任务期间,这三个地面站共接收和处理了超过 30TB 的科学数据、高清视频和宇航员生命体征遥测数据。NASA 的深空运营主管在任务总结会议上表示,系统在峰值压力下的表现符合预期,没有任何通信中断或数据丢失事件。

但内部评估报告揭示了一个值得关注的趋势:过去两年中,深空网络同时服务的活跃任务数量从 18 个增加到了 32 个,主要是商业公司的月球和火星探测任务激增。这种增长超出了 NASA 在 2010 年代设计深空网络扩展计划时的预测。部分地面站的天线使用时间已经超过了设计手册中建议的年维护窗口。

更具体的问题是某些天线的机械部件老化。位于 Goldstone 的 DSS-14 深空天线是深空网络中最强大的天线之一,直径 70 米,在过去两年中累计运行时间超过了设计寿命的 85%。工程师报告称,部分伺服电机的响应精度已经出现可测量的衰减,虽然目前通过软件补偿方案仍然能够正常工作,但这为未来的维护改造敲响了警钟。

国会预算办公室在 2026 年初的评估报告中建议,NASA 应该在 2027 财年之前启动深空网络基础设施升级计划,包括翻新现有天线、部署更高效的接收系统,以及与商业深空通信运营商建立合作关系来分担任务负载。报告同时指出,如果 NASA 不采取行动,未来的月球基地和火星任务可能会面临通信资源不足的风险。

NASA 在预算提案中已经列出了深空网络升级的初步资金计划,但具体规模和实施时间表尚未最终确定。行业分析人士认为,随着 Artemis 计划进入常态化执行阶段,以及更多国家和商业公司加入深空探测行列,深空网络的容量问题将在 2028 年前后成为一个硬约束。

NASA 深空网络面临的容量挑战并非孤立现象,而是全球深空探测热潮中的一个系统性问题。除了 NASA,ESA、JAXA 和中国国家航天局都在持续增加深空任务的密度。与此同时,商业公司如 Intuitive Machines、Astrobotic 和 Rocket Lab 也在部署自己的深空通信基础设施,但这些商业系统的覆盖范围和可靠性还无法与 NASA 的深空网络相比。在未来五年内,全球深空通信资源仍将高度依赖 NASA 的基础设施。

一个值得关注的长期趋势是深空通信正在从传统的无线电频段向光通信过渡。NASA 在 2025 年成功测试了激光深空通信系统,数据传输速率比传统无线电高 10 到 100 倍。如果激光通信能够在 2028 年之前实现大规模商用,将显著缓解深空网络的容量压力,为未来的火星任务和木星探测提供必要的带宽支持。