Будут ли для TESS выделены Ka-диапазоны в ближнем космосе?

обновление: дополнительная информация в новостном сообщении Phys.org Миссия TESS по открытию новых планет приближается к запуску , включая видео окончательной сборки массива телескопов.

Также см . страницу TESS GSFC .

Вопрос: Будут ли для TESS выделения в Ka-диапазоне "Near Space"? ищет логическое да/нет плюс, обращаясь к пункту в конце: есть ли в настоящее время одобренные частоты ближнего космоса Ka-диапазона, и нужно ли обновлять статью в Википедии?


TESS имеет группу из четырех широкоугольных камер, каждая из которых оснащена четырьмя большими ПЗС-матрицами, которые будут собирать фотометрические данные с относительно высокой частотой и, следовательно, генерировать массу данных.

введите описание изображения здесь

вверху: «TESS (Astro-EX 1) [MIT]» с космической страницы Гюнтера .

Тесс будет пролетать около земли два раза в месяц за номинальную 4-х часовую загрузку 100 Мбит/сек:

По данным TESS (спутник для исследования экзопланет)

Table 1: Overview of spacecraft parameters:
    [...]
RF communications:     Ka-band 100 Mbit/s science downlink

Далее в статье говорится:

DHU (блок обработки данных): DHU — это космический микрокомпьютер обработки изображений (IPC-7000), который состоит из шести плат: IPC (компьютер обработки изображений), который содержит две FPGA Virtex-7 (программируемые пользователем вентильные матрицы), которые обслуживают как интерфейсы к четырем камерам и выполняют высокоскоростную обработку данных; одноплатный компьютер Proton 400k, который отвечает за управление, связь с головным блоком авионики космического корабля и взаимодействие с передатчиком Ka-диапазона; две карты SSB (твердотельный буфер) на 192 ГБ для массового хранения данных; плата переключателя питания аналогового ввода-вывода для управления питанием прибора; и плата питания для DHU.

ПЗС (устройства с зарядовой связью) создают непрерывный поток изображений с временем экспозиции 2 секунды. Они принимаются FPGA на IPC и суммируются в последовательные группы по 60, что дает эффективное время экспозиции 2 минуты. Во время научных операций DHU выполняет обработку данных с четырех камер в режиме реального времени, преобразовывая ПЗС-изображения в продукты данных, необходимые для наземной постобработки. Первичный продукт данных представляет собой набор подмассивов (номинально 10 x 10 пикселей), сосредоточенных на предварительно выбранных целевых звездах. Proton400k извлекает эти подмассивы из каждого 2-минутного суммированного изображения, сжимает их и сохраняет в SSB перед инкапсуляцией в виде пакетов CCSDS для передатчика Ka-диапазона. Полнокадровые изображения также складываются каждые 30 минут и сохраняются в SSB. Данные с SSB передаются каждые 13,7 суток в перигее.

В перигее научные операции прерываются не более чем на 16 часов, чтобы направить антенну TESS на Землю, передать данные по нисходящей линии связи и возобновить наблюдения. Это включает в себя номинальный 4-часовой период для передачи научных данных в Ka-диапазоне с использованием DSN НАСА (сеть дальнего космоса). Кроме того, иногда требуется разгрузка импульса из-за накопления углового момента ~ 1,5 Н м, вызванного давлением солнечного излучения. Для этой цели TESS использует свои гидразиновые двигатели.

Использование диапазона Ka с более высокой частотой , а не диапазона X или диапазона Ku , позволяет сочетать более высокую скорость и/или меньшую мощность, и/или меньший диаметр параболической антенны с высоким коэффициентом усиления.

Вот некоторые округленные числа из этих ссылок:

band    frequency    wavelength
----    ---------    ----------
 X       8-12 GHz     37-25  mm
 Ku     12-18 GHz     25-17  mm
 Ka     27-40 GHz     11-7.5 mm

Согласно статье Википедии Deep Space Bands , ITU определяет дальний космос как более 2 000 000 км от поверхности Земли. Это исключает все, что связано с орбитой Луны, а также исключает точки Лагранжа L1 и L2 Солнце-Земля. Поэтому он исключает околоземную орбиту TESS с периодом всего 13,7 дня.

В статье Википедии нет записей об утвержденных частотах Ka-диапазона для ближнего космоса; есть звездочка, которая указывает на то, что No assignment or not supported by the DSN.TESS будет использовать Deep Space Network для загрузки своих данных, а не TDRS .

Существуют ли в настоящее время одобренные частоты ближнего космоса Ka-диапазона, и нужно ли обновлять статью в Википедии?

введите описание изображения здесь

вверху: «Никогда ранее не использовавшаяся орбита TESS P/2». Изображение: GSFC/НАСА. От миссии NASA TESS компании Extreme Tech на пути к началу охоты на экзопланеты в 2017 году . Конечная орбита TESS - более широкая из двух полных эллипсов (красные) с перицентром около НОО и апоцентром около орбиты Луны, но меньше ее. Период составляет 13,7 дня, или половину периода Луны, и сфазирован таким образом, что Луна будет опережать или отставать на 90 градусов всякий раз, когда TESS достигает апоцентра, чтобы компенсировать самые сильные возмущения от лунной гравитации и придать орбите стабильный срок службы. десятилетий.

Я только что прочитал статью Phys.org за 2015 год. Команда НАСА разрабатывает новую систему связи в диапазоне Ka, чтобы прорваться через шум , который предполагает, что у НАСА есть распределение диапазона Ka для LEO, возможно, только для целей тестирования? Я действительно не понимаю в деталях, как эти распределения работают.
Не уверен, запрашиваете ли вы распределения, что является юридическим вопросом, или возможности, что является техническим вопросом. Самый последний каталог услуг DSN ( deepspace.jpl.nasa.gov/files/820-100-F1.pdf ) показывает только возможности S-, X- и Ka-диапазона, а не Ku. Если вы спрашиваете о распределении, то это вопрос ITU/WRC, и были внесены изменения как в Ka, так и в Ku, но не в K: itu.int/en/ITU-R/seminars/rrs/2017-Africa/Documents/Plenary . /…
Ближе к концу вашего вопроса я вижу «здесь нет записей для диапазона Ku» и «Есть ли утвержденные частоты ближнего космического диапазона Ku». Вы спрашиваете о Ка или Ку? Потому что ISS использует Ku. И недавно опубликованный ответ говорит о Ку. Так что кто-то запутался - это вполне мог быть я.
@OrganicMarble Может быть и я. Я добавил немного информации TESS и Ka, чтобы ответить, надеюсь, что это нормальная практика.
@BobJacobsen О! Действительно, кажется, что на полпути я начал заменять «Ку», когда хотел сказать «Ка», а затем снова перенес ошибку на ноту в начале. Я отредактирую и исправлю.
@OrganicMarble то же самое.

Ответы (1)

МСЭ осуществляет распределение в этой области. Недавно была предпринята некоторая деятельность по увеличению выделений для «связи для космических исследований» в этих диапазонах, но это еще не сработало по всей цепочке (AFAIK). Тем не менее, мы можем дать частичный ответ на вопрос «Есть ли утвержденные частоты ближнего космического диапазона Ku», ссылаясь на предыдущий раунд. Распределения на 2014 год обобщены в таблицах внизу, которые взяты из «Справочника по связи для космических исследований», издание МСЭ 2014 года. (Прямой ссылки для скачивания нет, но вы можете приобрести его за ноль швейцарских франков здесь )

Все, кроме "ds", являются выделениями в ближнем пространстве. Существуют распределения Ku-диапазона от 12,75–13,25 ГГц и 14,4–17,1 ГГц, которые можно использовать для целей ближнего космоса. Также доступны несколько произведений группы Ka.

В частности, на TESS есть пресс-релиз поставщика , в котором говорится, что передатчик представляет собой программно-определяемое радио, способное работать в диапазоне от 25,25 до 27 ГГц. Это распределяется как космос-космос, а также охватывает распределение космос-Земля; оба считаются МСЭ «ближним космосом».

В системе МСЭ ведется много дискуссий и, возможно, предстоят какие-то действия по вопросам "ближнего космоса" и "глубокого космоса". (К сожалению, только организации-члены МСЭ могут просматривать отдельные документы). Эта граница размыта, но в ней все же есть некоторая польза... Также есть хорошая публикация МСЭ, в которой показана некоторая логика выбора диапазона для ближнего и глубокого использование пространства.

Что касается второй части, то следует ли обновить страницу Википедии, это зависит от того, насколько необходима подробная информация. Как минимум, это, вероятно, должно указывать на текущую версию руководства DSN 810-005 , хотя это дает ту же таблицу, что и опубликованная в настоящее время.

введите описание изображения здесь введите описание изображения здесь

Спасибо за отличный и исчерпывающий ответ! Я исправил ошибки «Ка» и «Ку», которые начались примерно в середине вопроса, по какой-то причине у меня постоянное наложение обоих терминов на одну клетку мозга. Спасибо также за то, что нашли время, чтобы объяснить процедуры и развивающийся характер предмета.
К вашему сведению, у меня есть еще один вопрос по телекоммуникациям, касающийся TESS. В прошлом у меня было более одной награды за это, но я не прочь добавить дополнительную награду, если она получит хорошо поддержанный ответ. Почему антенна TESS с высоким коэффициентом усиления сделана из волнистой ЧЕРНОЙ ткани, а не из металла?