当 NASA 的 Mars 2020 Perseverance 漫游车降落在这颗红色星球上时，该机构的深空网络 (DSN) 就在那里，使该任务能够发送和接收有助于使该事件成为可能的数据。

　　去年 OSIRIS-REx 对小行星 Bennu 进行采样时，DSN 发挥了至关重要的作用，不仅将命令序列发送到探测器，还将令人惊叹的照片传回地球。

　　自 1963 年以来，该网络一直是 NASA 深空通信的支柱，定期支持 39 项任务，其中有 30 多项 NASA 任务正在开发中。它背后的团队现在正在努力增加容量，对网络进行了一些改进，这将有助于推进未来的太空探索。

　　DSN 由美国宇航局太空通信和导航计划喷气推进实验室管理，位于美国宇航局总部人类探索和运营任务理事会，使任务能够跟踪、发送命令并接收来自遥远航天器的科学数据。

　　在此 360 度视频中探索位于加利福尼亚州巴斯托戈德斯通深空通信中心的 NASA 70 米（330 英尺）的巨大 DSS-14 天线。除了与整个太阳系的航天器通信外，DSS-14 和其他 DSN 天线也可用于进行无线电科学。图片来源：NASA/JPL-加州理工学院

　　该网络由位于加利福尼亚州巴斯托附近的戈德斯通综合大楼的三个综合大楼组成，它们均匀分布在世界各地；在西班牙马德里；和澳大利亚堪培拉。除了支持任务外，这些天线还经常用于进行无线电科学——研究行星、黑洞和跟踪近地天体。

　　“容量是一个很大的压力，我们的天线增强计划将帮助解决这个问题。这包括建造两个新天线，将我们的数量从 12 个增加到 14 个，”喷气推进实验室的 DSN 副主任迈克尔·莱维斯克说。

　　网络升级

　　2021 年 1 月，DSN 迎来了第 13道菜。位于马德里的这个新的 34 米宽（112 英尺宽）天线被命名为深空站 56 (DSS-56)，是一种“一体式”天线。以前构建的天线在它们可以接收和传输的频带内受到限制，通常限制它们与特定的航天器进行通信。DSS-56一上线就率先使用DSN的全范围通信频率，可以与DSN支持的所有任务进行通信。

　　在将 DSS-56 上线后不久，DSN 团队就完成了对位于堪培拉的 70 米（230 英尺）巨大天线深空站 43 (DSS-43) 的 11 个月关键升级。DSS-43 是南半球唯一具有足够强大发射器的天线，它广播正确的频率，可以向遥远的航海者 2 号航天器发送命令，该航天器现在位于星际空间。通过重建发射机和升级设施设备，DSS-43 将在未来几十年为网络服务。

　　“DSS-43 的更新是一项巨大的成就，我们正在处理戈德斯通和马德里接下来的两个 70 米天线。而且我们继续提供新天线以满足不断增长的需求——所有在 COVID-19 期间，”喷气推进实验室的 DSN 经理布拉德·阿诺德 (Brad Arnold) 说。

　　这些改进是项目的一部分，不仅可以满足更高的需求，还可以满足不断变化的任务需求。

　　与过去相比，任务产生的数据越来越多。自 1960 年代首次登月任务以来，来自深空航天器的数据速率已增长了 10 倍以上。随着 NASA 着眼于将人类送上火星，对更高数据量的需求只会进一步增加。

　　光通信是一种工具，可以通过使用激光实现更高带宽的通信来帮助满足对更高数据量的这种需求。在接下来的几年里，美国宇航局计划进行多项任务来展示激光通信，这将增强该机构探索更远太空的能力。

　　新方法

　　该网络还专注于如何开展工作的新方法。例如，在 DSN 的大部分历史中，每个综合体都是在本地运营的。现在，有了一个名为“Follow the Sun”的协议，每个综合体在他们的白班期间轮流运行整个网络，然后在该地区的一天结束时将控制权交给下一个综合体——本质上，这是一场全球接力赛每 24 小时发生一次。

　　由此产生的成本节省已用于天线增强，并且这一努力还加强了综合体之间的国际合作。

　　“每个站点都与其他站点协同工作，不仅在移交期间，而且在维护以及天线在任何一天的表现如何。我们真的变成了一个全球运营网络，”Levesque 说。

　　该网络还实施了管理深空通信的新方法。例如，在过去，如果需要同时为多个环绕火星的航天器提供服务，则网络必须将每个航天器的一个天线指向火星，可能会使用给定综合体的所有天线。使用新协议，DSN 可以从单个天线接收多个信号，并将它们拆分到数字接收器中。

　　“我们从商业电信实施中调整了这一点，以提高我们的网络效率，”阿诺德说。

　　附加的新协议允许操作员同时监督多项活动。传统上，每个航天器活动都有一个专门的操作员。现在，DSN 使用一种利用自动化的方法，允许每个操作员同时监督多个航天器链接。DSN 现在第一次可以完全自动化跟踪通道的排序和执行，并且随着时间的推移，这项工作将继续得到加强。

　　“DSN 的未来将遵循科学任务的精神和动力。我们有责任实现它们。我们通过通信来做到这一点，”阿诺德说。