Как можно проверить связь наземного сегмента с космическим кораблем, который все еще находится на земле, и данные «нисходящей линии связи»?

Частичный ответ..?

С точки зрения непрофессионала, я думаю, что существует путаница между « полным сквозным потоком от планирования научных исследований, которые будет выполнять Уэбб, до размещения научных данных в архиве сообщества », тестом и тестом « среды », в котором все собрано. тестируется в определенных местах, таких как безэховая камера .

В этом случае они говорят только о том, чтобы заставить все общаться друг с другом как полностью собранный космический корабль, а также общаться с наземной сетью поддержки через смоделированный DSN, а затем передавать данные в соответствующие сети на Земле. В том числе заставить GSN общаться с собранным космическим кораблем через ту же сеть.

Ключевым моментом было то, что с космическим кораблем еще не связывались как с полностью собранным космическим кораблем. До этого испытания (включая экологические испытания) проводились только с отдельными системами, независимыми друг от друга и, следовательно, не как с одним целым космическим кораблем (например, испытания конструкции подсистемы или отдельной системы, проводимые как можно раньше в программе разработки космического корабля). ).

Это первый раз, когда их всех собрали в одном месте, соединили, а затем ожидали, что они будут хорошо разговаривать друг с другом и с Землей.

Похоже на то, что отдельные команды до сих пор возились в своих собственных подвалах в течение нескольких месяцев.

Сейчас они все собираются в одной комнате, подключают все друг к другу и щелкают выключателем, надеясь, что все заработает ...

https://www.universetoday.com/147597/james-webb-is-working-perfectly-on-the-ground-next-trick-doing-it-from-space/#more-147597

Недавно испытательные группы провели критическое «испытание наземного сегмента», в ходе которого полностью собранная обсерватория была включена и увидела, как она будет реагировать на команды в космосе.

Подводя итог, можно сказать, что в тестировании наземного сегмента экипажи проводят полный сквозной процесс, который начинается с планирования миссии и заканчивается размещением полученных научных данных в архиве сообщества.

Как сказала в недавнем пресс-релизе НАСА Аманда Арваи, заместитель начальника отдела операций STScI:

«Это был первый раз, когда мы сделали это как с реальным летным оборудованием Webb, так и с наземной системой . Мы выполнили часть этого теста во время сборки обсерватории, но это первая и полностью успешная сквозная операция обсерватории и наземного сегмента. Это важная веха для проекта, и очень приятно видеть, что Уэбб работает так, как ожидалось».

Для имитации расстояний, связанных с тем, что JWST находится в космосе — 374 000 км (232 000 миль) в перигее и 1,5 миллиона км (930 000 миль) в апогее — группа управления полетами использовала специальный эмулятор, который имитировал радиосвязь между обсерваторией и ДСН .

Затем команды передавались через эмулятор DSN на JWST, который в настоящее время находится в чистой комнате на предприятии Northrop Grumman в Редондо-Бич, Калифорния. (отвечая на запрос ОП о местоположении в то время, когда был задан вопрос)

https://www.digitaltrends.com/news/nasa-james-webb-ground-segment-test/

https://www.sciencetimes.com/articles/29953/20210302/james-webb-space-telescope-reaches-completion-final-functional-performance-test.htm

испытательные группы успешно завершили два важных этапа, которые подтвердили, что вся внутренняя электроника обсерватории функционирует, и что космический корабль, включая его четыре научных инструмента, может надлежащим образом передавать и получать данные через ту же сеть, которую они будут использовать в космосе.

Упомянутые испытания известны как комплексное испытание систем, которое проводилось в Northrop Grumman, и испытание наземного сегмента.

После отдельных испытаний и полной сборки начинается финальное испытание наземного сегмента :

• создание смоделированного плана, которому будет следовать каждое из его научного оборудования

• Затем передавались команды на включение, перемещение и работу каждого научного прибора в хронологическом порядке.

• Группа управления полетами связала космический корабль с сетью дальнего космоса (используя тестовое оборудование, указанное здесь) - с помощью специального оборудования, используемого для имитации реальной радиосвязи между сетью дальнего космоса и Уэббом.

• Для Уэбба один пример теста был во время смоделированной среды полета, когда команда успешно практиковала беспрепятственное переключение управления с основного Центра управления полетами в Научном институте космического телескопа на резервный Центр управления полетами в Центре космических полетов имени Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд, НАСА. .

• успешно отправить исправления программного обеспечения в обсерваторию (см. другие сообщения SE о перепрограммировании OTA)

• создать резервный план, который, как ожидается, не понадобится, хотя его необходимо практиковать и совершенствовать

• успешно отправил многочисленные исправления программного обеспечения в обсерваторию, пока она выполняла заданные операции.

• Проанализируйте данные, которые отправляет обсерватория, пока она выполняет свою (хотя и смоделированную) миссию.

Программное обеспечение:

Симулятор DSN — это обновленная версия программного обеспечения, описанного в « Симуляторе сетевого массива дальнего космоса » .

Это программное обеспечение используется для компьютерного моделирования предлагаемых объектов DSN, состоящих из антенных решеток и приемо-передающего оборудования для микроволновой связи с космическими аппаратами в межпланетных полетах. Такое моделирование выполняется для оценки производительности объекта, оценки требований, регулирующих проектирование объекта, и оценки предлагаемых улучшений аппаратного и/или программного обеспечения.

Текущая обновленная версия способна моделировать весь DSN и предоставляет настраиваемые метрики, позволяющие выполнять анализ нагрузки для альтернативных будущих архитектур DSN и сценариев поставленных задач. Текущая версия также имеет улучшенный пользовательский интерфейс и интерфейсы для обмена данными с другим программным обеспечением DSN и с базой данных модели миссии DSN.

Другое программное обеспечение:

Сетевой симулятор

• Network Simulator (ns-2) — популярный пакет моделирования сетей с открытым исходным кодом.

Космический эмулятор Интернета

• Эмулятор космических сетевых приложений был разработан Канзасским университетом и называется эмулятором космического Интернета (SBI). Программное обеспечение SBI использует XML-документ для описания сценария, который SBI создает в Satellite Tool Kit (STK) через STK/Connect в начале эмуляции.

• Каналы связи, смоделированные в эмуляторе SBI, используют механизмы качества обслуживания, предоставляемые ядром Linux.

Этот пост в твиттере, похоже, подтверждает, что вышеописанное произошло:

https://twitter.com/NASAWebb/status/1382376679667073029?ref_src=twsrc%5Etfw

С помощью эмулятора Deep Space Network компания Webb в начале 2021 года завершила важный тест, имитирующий процесс отправки и получения данных от своих научных инструментов.

«Во время последнего полного системного испытания технические специалисты включили все различные электрические компоненты космического телескопа Джеймса Уэбба, установленные в обсерватории, и выполнили запланированные операции, чтобы убедиться, что каждый из них работает и взаимодействует друг с другом».

https://www.viralstuff.ca/nasas-james-webb-space-telescope-completes-final-functional-tests-to-prepare-for-launch/

Электрические коробки внутри телескопа имеют стороны «А» и «В», что обеспечивает резервирование в полете и дополнительную гибкость. Во время теста все команды были введены правильно, вся телеметрия была получена правильно, и все электрические коробки и резервные стороны работали в соответствии с планом.

«Это счастливый момент, потому что мы смогли продемонстрировать электрическую готовность Уэбба. Теперь мы готовы перейти к запуску и операциям на орбите, поскольку эта оценка успешно завершена».

Аппаратное обеспечение:

https://deepspace.jpl.nasa.gov/dsndocs/810-005/305/305B.pdf

• Поддержка тестирования может включать в себя элементы микроволнового, восходящего и нисходящего оборудования, сборку моделирования телеметрии (TSA - RF, генерация тестовых данных для клиента), сборку проверки производительности системы (SPT - анализ данных) и управление услугами (планирование и - интерфейсы реального времени между DSN и клиентами).

• Связь с космическим кораблем и с него осуществляется по прямому кабелю , хотя сигналы Ka-диапазона обычно преобразовываются с понижением частоты вблизи космического корабля и передаются на оборудование нисходящей линии связи на промежуточной частоте DSN (100–600 МГц).

Генерация радиочастотного сигнала

ВЧ-выход возбудителя преобразуется в частоту нисходящей линии связи и может быть ослаблен до любого уровня, подходящего для имитации ожидаемого отношения сигнал-шум для сигнала космического корабля на различных этапах его миссии.

Средства тестирования совместимости DSN

Существует три средства DSN, которые предназначены в первую очередь для поддержки тестирования совместимости:

DTF-21, расположенный недалеко от JPL в Монровии, штат Калифорния, оснащен смоделированными внешними интерфейсами для станций DSN 70-м и 34-м, оборудованием для восходящей и нисходящей линий связи, а также по крайней мере одним комплектом всего оборудования для обработки данных, обнаруженного в Signal. Процессинговые центры (ЦПЦ).

• Симуляторы для антенн, передатчиков и оборудования управления микроволнами предназначены для имитации их откликов.

• Связь обеспечивается стандартными наземными интерфейсами связи JPL / NASA Integrated Service Network (NISN), а стандарт частоты цезиевого луча обеспечивает синхронизацию станции.

• DTF-21 может быть сконфигурирован для имитации любой станции в DSCC.

• Эта возможность обеспечивает удобную среду для тестирования интерфейса Project/DSN.

• DTF-21 включает в себя экранированную комнату для изоляции тестируемых устройств.

• Имеет микроволновую печь S-диапазона и X-диапазона, но не принимает Ka-диапазон.

CTT-22 — это 48-футовый буксируемый прицеп, разработанный и реализованный специально для тестирования совместимости и потоков телеметрических данных на заводах по производству космических аппаратов, а также для обеспечения поддержки запуска космических аппаратов из мест, отличных от мыса Канаверал.

• Он предоставляет возможности, типичные для DSCC. Его можно переместить в любое удобное место по всему миру.

• Имеет микроволновую печь S-диапазона и X-диапазона, но не принимает Ka-диапазон.

MIL-71 расположен в здании поддержки операций миссии (MOSB) в Космическом центре Кеннеди во Флориде, США.

• Между запусками объект обычно поддерживается в рабочем состоянии и внедряется по мере необходимости, обычно для имитации 34-метровой станции с лучевым волноводом (BWG) для предпускового проекта и совместимости с DSN.

• Имеет микроволновую печь S-диапазона и микроволновую печь X-диапазона и прием Ka-диапазона.

В итоге:

должны были использовать Интернет и либо локальное преобразование DSN в S или X-диапазон, либо они полностью обошли радиосвязь.

Я думаю, что да для всех тех ...