導入
Deep Space Network (深宇宙通信ネットワーク) は、アメリカの宇宙機関 NASA が所有するパラボラ アンテナを備えた 3 つの送受信局からなるネットワークです。これは、政府機関の惑星間探査機との通信や、いくつかの地球周回ミッションで使用されています。このネットワークは、独自のアンテナ アレイを持たない他の宇宙機関でも使用されています。また、(特に非常に長い基線干渉法のおかげで) 正確に天体の位置を特定し、科学的枠組みでその特性を研究することも可能になります。ジェット推進研究所（JPL）によって管理されています。
大きなアンテナで知られており、最大のものには直径70 メートルの放物線反射鏡が付いています。
ゴールドストーンにある直径 70 m のアンテナ
歴史
深宇宙ネットワークの歴史は 1958 年に遡ります。このとき、アメリカ陸軍は、アメリカ初の衛星であるエクスプローラー 1 号に遠隔測定を提供するためにジェット推進研究所と契約しました。その後、ナイジェリア、シンガポール、カリフォルニアに可搬型送受信局が設置されました。
ジェット推進研究所は、1958 年 10 月1日に新設された機関であるNASAにすぐに統合されました。1959 年に、深宇宙ネットワークは個別に管理される通信サービスになることが決定されました。それは、アメリカのすべての惑星間ミッションに共通の通信システムの構築に関するものであり、それ以上でもそれ以下でもありません。
用途
深宇宙ネットワークは双方向の通信手段です。アップリンクはコマンドの送信に使用され、ダウンリンクはテレメトリに使用されます。しかし、深宇宙ネットワークは、地球と宇宙船の間の通信という唯一の機能に限定されません。
- テレメトリ: 宇宙探査機から送信された信号の受信。これは、受信、データ調整、処理場所への送信という 3 つの段階で行われます。
- コマンドの送信: 宇宙探査機の活動の遠隔制御。
- 放射測定追跡: 移動体の位置と速度を推定するための測定を行うためのステーションとプローブ間の一方向または双方向通信。距離の測定は往復時間の測定に基づいており、速度はドップラー効果から推定されます。
- 超長基線干渉法 (VLBI): 目標は、クエーサー、銀河、遠くの星など、空にある固定物体の位置を正確に知ることです。宇宙探査機の位置は、地球との関係ではなく、この物体との関係で行うことができます。これにより、地球の回転と経路上の信号の劣化に関連する不確実性を軽減することができます。この位置特定技術は広く使用されており、デルタ差動一方向レンジングまたはデルタ VLBI と呼ばれます。
- 電波科学: これには、地球と探査機の間の電波の伝播から科学情報を取得することが含まれます。信号が天体の近くを通過すると、信号は妨害され、科学者は物体の大きさ、質量、存在する可能性のある大気の密度などの特性を推定できます。また、惑星環、太陽コロナ、惑星間プラズマの特徴を明らかにすることもできます。この無線リンクのおかげで重力も研究できます。探査機が巨大な物体の近くを通過すると、電波の経路が一般相対性理論に従って変更されます。
- 電波天文学: 天体が発する電波を研究し、組成や物理過程の特性を推定します。
- レーダー天文学: 可能な限り最強の信号を送信し、反射された信号を研究します。
- 制御と監視: 深宇宙ネットワークのユーザーとオペレーターにリアルタイムでデータを送信します。
