تاريخ شبكة (ديب سبيس)

تم تأسيس شبكة الفضاء العميق (بالإنجليزية:Deep Space Network) في يناير عام 1958وذلك عندما نشر مختبر الدفع النفاث JPL بموجب عقد مع الجيش الأمريكي محطات تتبع لاسلكية محمولة في نيجيريا وسنغافورة وكاليفورنيا خاصة بعمليات القياس عن بعد ورسم مدار Explorer 1 الذي أطلقه الجيش وهو أول قمر صناعي أمريكي ناجح.

تأسست وكالة ناسا رسميًا في 1 أكتوبر عام 1958، لدمج برامج استكشاف الفضاء النامية التابعة للجيش الأمريكي والبحرية الأمريكية والقوات الجوية الأمريكية في منظمة مدنية واحدة.

 البداية في الخمسينيات 
في 3 ديسمبر 1958، تم نقل مختبر الدفع النفاث JPL من الجيش الأمريكي إلى وكالة ناسا والتي تسلمت مسؤولية تصميم وتنفيذ برامج استكشاف القمر والكواكب باستخدام المركبات الفضائية التي يتم التحكم فيها عن بُعد.

وبعد فترة وجيزة من النقل أقرت وكالة ناسا ميثاق «مركز أدوات الفضاء العميق» DSIF كنظام للاتصالات مُدار ومُشغل بشكل منفصل ويستوعب جميع مهام الفضاء البعيد وبالتالي تجنب الحاجة إلى تجهيز أنظمة اتصالات وتشغيل لكل رحلة ومهمة على حدى

أصبح نظام الدوبلر، المدى، والقيادة (CODORAC) الذي طورته Eberhardt Rechtin و Richard Jaffe و Walt Victor أساسًا للكثير من الإلكترونيات في DSIF.Andrew J. Butrica.
"SP-4218 To See the Unseen".
A history of planetary radar astronomy. Claire Marie-Peterson, Teresa Bailey, Eberhardt Rechtin.
"Retelling the story: Architecting the Deep Space Network (DSN): Why we set it up the way we did"  كانت سوزان فينلي جزءًا من الفريق الذي بنى برنامج الشبكة.

ومن أجل دعم البعثات الفضائية العميقة على مدار الساعة، كان من الضروري إنشاء شبكة من ثلاث محطات تبعد عن بعضها بنحو 120 درجة على خطوط الطول بحيث عندما تدور الأرض فإن المركبة الفضائية دائمًا ستكون فوق واحدة من المحطات على الأقل.

ولهذه الغاية، تم إنشاء منشأتين خارجيتين بهوائي طوله 26 م في جولدستون في كاليفورنيا.

وكان أول موقع خارجي هو DSIF 41 في جزيرة Lagoon بالقرب من ووميرا في أستراليا.

وتم تشغيله من قبل وزارة التموين الأسترالية التي تدير نطاق اختبار ووميرا

وأما الآخر DSIF 51 ، كان بالقرب من يوهانسبرغ في جنوب إفريقيا، ويديره مجلس جنوب إفريقيا للبحوث العلمية والصناعية (CSIR).

وتم الانتهاء من هاتين المحطتين في عام 1961. وقد كان لكل محطة DSIF قدرة إرسال واستقبال على موجة 960 ميغاهرتز  في النطاق L للطيف الراديوي ويمكنه التعامل مع عملية القياس عن بعد.

ربطت دوائر الهاتف والتليفزيون المحطات بغرفة عمليات مشتركة موجودة في مختبر الدفع النفاث. ثم تزايد عدد البعثات التي تم تطويرها في غرفة العمليات إلى «مركز أدوات الفضاء العميق» DSIF وتم دمج الأفراد والمعدات المشتركة في جميع البعثات في DSIF الذي أعيدت تسميته بشبكة Deep Space Network في عام 1963 .

تم تكليف DSN بالمسؤولية عن أبحاثها وتطويرها وتشغيلها لدعم جميع مستخدميها. وبموجب هذا فقد أصبحت رائدة على مستوى العالم في تطوير أجهزة الاستقبال منخفضة التشويش. والهوائيات ذات الطبق الكبير وأجهزة التتبع والقياس عن بعد وأنظمة القيادة؛ ومعالجة الإشاراة الرقمية؛ والملاحة في الفضاء البعيد (العميق).

 عصر مارينر - 1961 إلى 1974 
بدأت DSN هذه الفترة وهي تملك القدرة على دعم مختبر الدفع النفاث وتصميم المركبات الفضائية وعمليات القياس وكانت قد تحسنت تدريجيا للتعامل مع زيادة الطلب على خدماتها من قبل برامج جديدة.
+ البعثات المدعومة في عصر مارينر  اسم البرنامج نوع المهمة عدد الإطلاقات البعثات الإطلاق الأول  الإطلاق الأخير  رانجر صور قمرية 9  3  أغسطس 1961  مارس 1965  مارينر  كوكب الزهرة أو المريخ  مسبار المريخ  مركبة عطارد 7  2  1 5  1  1 يوليو 1962  مايو 1971  نوفمبر 1973 مارس 1969  مايو 1971  نوفمبر 1973بيونير الكواكب  كوكب المشتري 4  2 4  2 ديسمبر 1965  مارس 1972 نوفمبر 1968  أبريل 1973 مساح  هبوط قمري  7  5  مايو 1966  يناير 1968  المركبة القمرية  الصورة القمرية  5  5  أغسطس 1966  أغسطس 1967  أبولو  طيار القمر  16  7 اختبار  6 هبوط نوفمبر 1967  ديسمبر 1972 

 1966 إلى 1968 
+ شبكة Deep Space Network عام 1966  الموثع اسم الهوائي عدد قطر الهوائي نوع أول عملية غولدستون، كاليفورنيا  بيونير صدى الصوت  كوكب الزهرة  كوكب المريخ 11 12 13  14 26 م 26 م 26 م  64 م قطبي  قطبي  Az-El  Az-El 1958  1962  1962  1966 أستراليا - ووميرا أستراليا - كانبيرا جزيرة البحيرة  تيبدينيلا 41  42 26 م  26 م قطبي  قطبي 1961  1965 جوهانسبرغ، جنوب أفريقيا  مدريد اسبانيا Hartebeesthoek  روبليدو 51  61 26 م  26م قطبي  قطبي 1961  1965 الدعم  كيب كانافيرال  جزيرة أسنشن  مراقب المركبة الفضائية  الشيطان   71  72  1.2 م  9 م Az-El  Az-El  1965  1966

 1969 إلى 1974 
في عام 1969، كانت المركبتان الفضائيتان مارينر 6 و مارينر 7 تنطلقان إلى المريخ في نفس الجزء من السماء وكلاهما في نفس الوقت ولكن ليس ضمن عرض حزمة هوائية واحدة. يتطلب التتبع في وقت واحد هوائيين ومعالجين لبيانات القياس عن بُعد.

في الوقت نفسه تم تتبع المركبة الفضائية المخصصة لاستكشاف الكواكب بايونير وكان هناك حاجة إلى تقديم دعم لأبولو. وتعرضت DSN للضغط لخدمة جميع عملائها.

و مع بداية رحلة المريخ من الاقتراب في نهاية شهر يوليو، بدأت عمليات التوجيه لــ Mariner 7 بعد خمسة أيام فقط من Mariner 6.

Mariner 9 أطلقت في عام 1971 كمهمة لاستكشاف مدار كوكب المريخ، وهي عملية أكثر تعقيدًا بكثير من المهام السابقة وتتطلب ملاحة دقيقة ومعدلات بيانات عالية.

منذ مهمة مارينر الأخيرة، كان نظام القياس عن بُعد متعدد المهام ونظام القياس (HRT) يعملان بالكامل.

ولكن لا يمكن إرسال البيانات عالية السرعة إلا يقوم هوائي 64م في Goldstone بعملية التتبع.

وفي هذا الوقت كان هناك زيادة كبيرة في عدد الهوائيات. 26 هوائي إضافي وتم بناء هوائي في كل من Tidbinbilla وRobledo لدعم أبولو و Mariner 10 والمهام المخطط لها.

كجزء من دمج المحطات في المواقع المركزية تم إيقاف محطة ووميرا في عام 1972 وتم تقديم الهوائي ومعدات الاستقبال والطاقة الأساسية إلى الحكومة الأسترالية وعلى الرغم من استخدامها من قبل العلماء الأستراليين لقياسات VLBI الرائدة،  لكن تم تفكيكها وإلغائها في نهاية المطاف بسبب مشاكل لوجستية إضافة للتكلفة الباهظة.

و تم أيضاً إيقاف تشغيل DSS 51 في جنوب إفريقيا بالمثل في عام 1974 ولكن في حالتها تم الاستيلاء عليها من قبل مجلس جنوب إفريقيا للبحوث العلمية والصناعية (CSIR) وأعيد تشغيلها كمرفق لعلم الفلك الراديوي، والذي أصبح الآن مرصد Hartebeesthoek Radio Astronomy .
+ شبكة Deep Space Network عام 1974  الموثع اسم الهوائي عدد قطر الهوائينوعأول عملية  غولدستون كاليفورنيا  بيونير صدى الصوت  كوكب الزهرة  كوكب المريخ 11 12 13  14 26 م 26 م 26 م  64 مقطبي  قطبي  Az-El  Az-El 1958  1962  1962  1966 Tidbinbilla أستراليا  ويمالا  باليما زهر العسل 42  43 44 26 م  64 م  26 م قطبي  Az-El   1965  1973  1973 مدريد - اسبانيا روبليدو  سيبروس  روبليدو 61  62  63 26 م  26 م  64 م قطبي  قطبي  Az-El 1965  1967  1973

 برنامج أبولو 
لدعم برنامج أبولو للهبوط على سطح القمر المأهول، قامت شبكة ناسا الفضائية بتثبيت هوائيات م26 إضافية في غولدستون، هونسياكل في أستراليا.. وفريسنديلاس  في إسبانيا.

وخلال انطلاق عمليات القمر احتاجت المركبات الفضائية إلى تتبع من موقعين مختلفين.و بدلاً من تكرار ما فعلته MSFN, قامت DSN في هذه الحالة بتتبع أحدها بينما قامت MSFN بتتبع الأخرى.

صمم DSN محطات MSFN للاتصالات القمرية وقدم هوائيًا ثانيًا في كل موقع لــ MSFN (وكانت مواقع MSFN بالقرب من مواقع DSN لهذا السبب فقط).

المثال المشهور للتعاون في رحلات أبولو كان مهمة أبولو 13 حيث أدت طاقة البطارية المحدودة وعدم القدرة على استخدام الهوائيات العالية للمركبة الفضائية إلى تقليل مستويات الإشارة أقل من قدرة MSFN على التعامل واستخدمت أكبر هوائيات DSN (وراديو مرصد باركس الأسترالي) الذي كان حاسمًا في إنقاذ أرواح رواد الفضاء.

 فترة برامج الفايكينغ 1974 إلى 1978 
أجبرت برامج الفايكنج وبشكل رئيسي Viking 1 و Viking 2 على بعض الابتكار الذي يجب القيام به فيما يتعلق بنقل الطاقة إلى مركبات المريخ، واستقبال وتتبع جهاز الهبوط عن بعد لمركبة الهبوط.

أخفقت سفن الفايكنج في النهاية، واحدة تلو الأخرى، على النحو التالي:
 حرفة  تاريخ الوصول  تاريخ الإغلاق  العمر التشغيلي  سبب الفشل  الفايكنج 2 المركبة الفضائية  7 أغسطس 1976  25 يوليو 1978  عام واحد، 11 شهرًا، 18 يومًا  يتم إيقاف التشغيل بعد تسرب الوقود في نظام الدفع.  فايكنغ 2 لاندير  3 سبتمبر 1976  11 أبريل 1980  3 سنوات، 7 أشهر، 8 أيام  فشل البطارية.  الفايكنج 1 المركبة الفضائية  19 يونيو 1976  17 أغسطس 1980  4 سنوات - شهر - 19 يوم  يتم إيقاف التشغيل بعد استنفاد وقود التحكم في الوضع.  فايكنغ 1  20 يوليو 1976  13 نوفمبر 1982  6 سنوات، 3 أشهر، 22 يومًا  تسبب خطأ بشري أثناء تحديث البرنامج في انخفاض هوائي المكوّن، مما أدى إلى إنهاء الاتصال. 

 عصر فويياجر 1977 إلى 1986 
لم تكن هناك مهمات على القمر بعد عام 1972.

وبدلاً من ذلك كان هناك تركيز على استكشاف الفضاء العميق في الثمانينيات.

تم إطلاق برنامج تحديث لزيادة حجم الهوائيات 64 م. من عام 1982 إلى عام 1988 تم تمديد الهوائيات الثلاثة لشبكة المريخ الفرعية التي يبلغ طولها 64 متراً في إسبانيا وأستراليا إلى 70 متراً. 

كان متوسط التحسن في أداء محطات DSS الثلاث للشبكة الفرعية أكثر من 2 ديسيبل في النطاق X بسبب التحديث.

وكانت زيادة الأداء هذه ضرورية لعودة البيانات العلمية خلال لقاءات فوييجر الناجحة مع أورانوس ونبتون، والمراحل المبكرة من مهمتها بين النجوم.

كما وسع التحديث النطاق المفيد للاتصالات لـ Pioneer 10 من حوالي 50 وحدة فلكية إلى حوالي 60 وحدة فلكية في S-band.

 عصر غاليليو 1986 إلى 1996 
يوفر DSN خدمة الطوارئ لوكالات الفضاء الأخرى كذلك.

على سبيل المثال، لم يكن من الممكن استعادة مهمة المرصد الشمسي والغلاف الشمسي (SOHO) لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA) بدون استخدام أكبر مرافق DSN. 

 المراجع 

تصنيف:تاريخ رحلات الفضاء