Со сколькими космическими аппаратами может одновременно связываться станция DSN?

Да, станция может связываться более чем с одним космическим кораблем, но не так, как вы предлагаете.

Каждый комплекс DSN состоит из нескольких антенн, каждая из которых называется станцией дальнего космоса. "Станция" - это одна антенна. Каждая антенна имеет один передатчик, поэтому любая станция может одновременно передавать данные только на один космический корабль.

Однако, если в луче антенны находится более одного космического корабля, что часто бывает на Марсе, то станция может получать данные более чем от одного космического корабля одновременно. Эта возможность называется «Несколько космических аппаратов на апертуру» (MSPA). Конечно, космические аппараты должны быть на разных частотах. Таким образом, одна станция может восходить только к одному космическому кораблю, но может нисходить более чем с одного космического корабля в луче.

Ниже показан дисплей DSN, показывающий MRO и Odyssey на одной и той же антенне (DSS-43). Иногда вы увидите обратное, где один космический аппарат на двух и более антеннах, как Maven на DSS-34 и DSS-45, также на картинке ниже. В одном и том же комплексе это называется «распределением», когда сигнал от двух или более антенн объединяется для имитации антенны большего размера для увеличения скорости передачи данных. Это также работает только для получения. Антенны не могут (сегодня) быть собраны для передачи. Вы также можете увидеть один и тот же космический корабль на двух разных станциях в двух разных комплексах. В этом случае либо космический аппарат находится в процессе передачи от одного комплекса к другому для выполнения одного длинного сеанса связи, либо с помощью интерферометрии с очень длинной базовой линией собирается специальный тип навигационных данных.

Временное мультиплексирование бесполезно, так как для захвата и получения сигнала может потребоваться довольно много времени. Получив его однажды, вы не захотите его потерять, а затем снова найти. Лучше иметь несколько приемников.

Я полагаю, что в действительности мы используем временное мультиплексирование антенн, но в масштабе часов. Поскольку для захвата сигнала требуется около получаса, вы остаетесь с ним по крайней мере несколько часов, обычно восемь-десять часов, а затем переключаетесь на другой космический корабль.

Что касается «алгоритма», используемого для наведения антенны, у нас есть очень точные модели положения Земли, положения любой заданной антенны на Земле и целевого космического корабля. Вы просто вычисляете вектор на цель и направляете антенну в этом направлении. Направление меняется со временем по мере вращения Земли (и по мере того, как Земля и цель движутся друг относительно друга), поэтому вектор постоянно обновляется, чтобы антенна могла отслеживать цель. (Мне не совсем понятен ваш вопрос, поэтому, если это не отвечает на него, вам нужно уточнить вопрос.)