Автоматическая межпланетная станция New Horizons, пролетая мимо Плутона, передала восхитительные снимки планеты, но получить их с расстояния в 4,8 млрд километров было непросто.

Слабый сигнал зонда достигал Земли через значительное время, скорость передачи невелика, но сеть радиотелескопов Deep Space Network прекрасно справилась с приемом. Можно сравнить ее с телефонной станцией, обслуживающей звонки дальней связи для рукотворных объектов в Солнечной системе, а теперь и за ее пределами.

DSN состоит из огромных спутниковых антенн, находящихся в трех пунктах: около Барстоу в Калифорнии, под Мадридом и неподалеку от Канберры. Друг от друга эти места отделены примерно 120° долготы — так телескопы охватывают широкий участок неба, и, прежде чем космический аппарат потеряет связь с одной из антенн, его успевает найти следующая на другом континенте.

Высокочувствительные параболические антенны DSN работают поодиночке или группами, ежемесячно связываясь примерно с тремя десятками космических зондов, объясняет Джефф Осман, технический руководитель Deep Space Network.

Первые снимки, сделанные New Horizons при прохождении рядом с Плутоном, были получены на 70-метровые антенны около Мадрида и Барстоу. Данные поступали на скорости примерно в 1200 бит/с — как по модему для коммутируемых линий в начале 1990-х, а сигнал от New Horizons до Земли идет около четырех с половиной часов.

Снимки, сделанные New Horizons, были получены на 70-метровые антенны сети радиотелескопов Deep Space Network

Поскольку космическому аппарату надо выполнять научные задачи, его антенны не всегда повернуты к Земле. Поэтому снимки, сделанные с ближайшей к поверхности планеты точки, поступали на Землю только спустя сутки с лишним, а видеозаписи с окраины Солнечной системы получить пока что вообще не представляется возможным.

Когда New Horizons подошел к Плутону максимально близко, к зонду были повернуты сразу шесть антенн Deep Space Network. Часть из них играли роль резервных на случай проблем с отправкой космическому кораблю управляющих сигналов, которые передаются с Земли на еще меньшей скорости: 500 бит/с.

Deep Space Network работает не только с аппаратами НАСА. Высокочувствительную сеть антенн применяют в международных миссиях, в том числе в начатой недавно европейским и японским космическими агентствами.

В любое время DSN поддерживает связь с 12–15 аппаратами. Информация о занятости сети отображается в реальном времени на сайте DSN Now: там можно увидеть, с какими именно космическими кораблями работают различные антенны, посмотреть скорость передачи данных и используемый частотный диапазон.

Большинство космических кораблей работают в X-диапазоне на 8,4–8,5 ГГц, который во всем мире зарезервирован для связи с дальним космосом. Поскольку приходящие на Землю сигналы очень слабы, космическим агентствам нужны выделенные частоты, чтобы избежать взаимных помех с наземными радиослужбами. Чтобы избавиться от шумов, для будущих поколений космических аппаратов предполагается пользоваться еще более высокими частотами — диапазоном около 32 ГГц.

На DSN Now можно узнать, что сеть телескопов поддерживает связь с зондом Voyager 1, который стартовал с Земли еще в 1977 году и сегодня находится на удалении от нее около 20 млрд км: это самый далекий на сегодня от нас объект, созданный человеком. Его радиосигнал доходит до Земли примерно за 36 часов.

Купить номер с этой статьей в PDF