получать обновленные
планы полета и даже смотреть семейные видео или новости.
Зачем вообще понадобился лазер: объём данных у Orion очень большой. В одном из
докладов указано, что системы корабля могут сгенерировать около 250 ГБ уже в первые
сутки и около 300 ГБ за миссию. При одной только S-band-связи вниз можно передать
примерно 7 ГБ в день, а с часовым окном оптической связи в 80 Mbps — уже около 36 ГБ
в день, при 260 Mbps — около 117 ГБ в день. То есть O2O нужен именно как "толстый
канал", потому что чисто радиосвязь для такого потока узковата.
Почему важен S-диапазон ("Канал выживания")
Надежность захвата сигнала: Благодаря широкой диаграмме направленности
антенны, Земле проще «поймать» Orion в S-диапазоне, даже если ориентация
корабля не идеальна или он совершает маневры. Это критически важно в
аварийных ситуациях.
Всепогодность: Радиоволны этого диапазона длиннее (около 10–15 см), они
почти не замечают капли дождя или облака в земной атмосфере. Если в районе
наземной станции DSN идет ливень, S-диапазон все равно доставит голос экипажа
и телеметрию.
Энергоэффективность: Для передачи малых объемов данных на огромные
расстояния S-диапазон требует меньше энергии от бортовых систем питания.
Почему важен Ka-диапазон ("Широкополосный интернет")
Плотность данных: Ka-диапазон работает на гораздо более высоких частотах. Это
позволяет упаковать в сигнал в десятки раз больше информации. Без него трансляция
видео в высоком качестве с Луны была бы технически невозможна (картинка шла бы
«кадрами» раз в несколько секунд).
Компактность антенн: Чем выше частота, тем меньше может быть размер
передающей антенны при сохранении высокого коэффициента усиления. Это
экономит место и вес на служебном модуле Orion.
Узкая направленность: Узкий луч Ka-диапазона минимизирует рассеивание
энергии в пространстве, направляя всю мощность передатчика точно на 70-метровую
антенну на Земле.
Гибридная стратегия
На Artemis II эти системы работают в связке:
S-band включен всегда. Это «пуповина», по которой идет телеметрия здоровья
астронавтов и управление кораблем.
Ka-band включается для медиа-задач и сброса тяжелых массивов данных,
собранных научными приборами.
O2O (Лазер) — это надстройка над ними, которая тестирует еще более высокие
скорости, но пока не является критически важной для выживания.
Такое эшелирование позволяет NASA гарантировать, что даже если "быстрый" Ka-канал
или лазер «ослепнут» из-за плохой погоды или ошибки наведения, Orion не останется без
связи с ЦУПом.
Фазы связи
На основе инфографики NASA о вехах связи и навигации миссии Artemis II (которая
прямо сейчас, 4 апреля 2026 года, находится на пути к Луне), можно выделить несколько
ключевых этапов работы систем.
1. Этап запуска и околоземной орбиты (Launch & Earth Orbit)
Сразу после старта и во время нахождения на низкой околоземной орбите Orion
полагается на Near Space Network (NSN).
Связь через TDRS: Корабль передает данные через группировку спутников-
ретрансляторов TDRS на геостационарной орбите. Это обеспечивает практически
непрерывное покрытие на этапе выведения.
Навигация: Используются сигналы GPS и наземные станции слежения для точного
определения траектории перед включением двигателей для ухода к Луне.
2. Этап высокой эллиптической орбиты (HEO)
Перед окончательным рывком к Луне Orion совершает витки по вытянутой орбите
вокруг Земли.
Проверка O2O: Здесь начинаются первые тесты системы O2O (Orion Optical
Communications). Лазерный терминал наводится на наземные станции (например, в
Уайт-Сэндс), чтобы подтвердить готовность к передаче 4K-видео.
Переход на DSN: По мере удаления корабля от Земли управление постепенно
передается сети Deep Space Network (DSN) — гигантским антеннам в Калифорнии,
Испании и Австралии.
3. Перелет к Луне (Outbound Transit)
Это основная фаза работы «дальней» связи.
Основной канал: S-диапазон через DSN для телеметрии и команд.
Оптический мост: Система O2O работает в полную силу, транслируя научные данные
и видео высокого разрешения со скоростью до 260 Мбит/с. Это позволяет экипажу
(Вайсману, Гловеру, Кук и Хэнсену) поддерживать связь с семьями и проводить
прямые эфиры.
4. Облет Луны (Lunar Flyby)
Самый драматичный технический момент, отмеченный на схеме.
Loss of Signal (LOS): Когда Orion заходит за обратную сторону Луны, наступает «зона
молчания». Луна физически блокирует радиосигналы и лазерные лучи. В этот период
корабль работает полностью автономно.
Acquisition of Signal (AOS): Как только Orion появляется из-за лунного диска, связь
восстанавливается (AOS). Первым делом система сбрасывает накопленную за время
молчания телеметрию.
5. Возвращение и вход в атмосферу (Return & Re-entry)
Подготовка к посадке: По мере приближения к Земле нагрузка снова переходит от
Deep Space Network к Near Space Network.
Поисково-спасательные операции (SAR): На финальном этапе, после раскрытия
парашютов и приводнения в Тихом океане, включаются специализированные маяки и
системы связи ближнего действия, которые координируют вертолеты и корабли ВМС
США для эвакуации экипажа.
Вся эта цепочка гарантирует, что даже при отказе инновационной лазерной связи,
проверенные десятилетиями радиоантенны DSN обеспечат безопасность астронавтов и
контроль над миссией.
Еще о проблемах космической связи
Проблема задержки (Latency) в ~2.6 секунды на круговом маршруте (RTT) делает
использование стандартного стека TCP/IP практически невозможным. Классический
TCP ожидает подтверждения (ACK) получения пакета в течение короткого окна. Если
подтверждение не приходит вовремя, протокол считает, что пакет потерян из-за
перегрузки сети, и резко снижает скорость передачи, входя в бесконечный цикл
переповторов и таймаутов.
Для Artemis II и будущих миссий к Марсу NASA использует архитектуру DTN (Delay-
Tolerant Networking), которую часто называют "Межпланетным интернетом"
Протокол Bundle (BP) — RFC 9171
В основе DTN лежит Bundle Protocol. Его главная задача — заменить концепцию
непрерывного сквозного соединения (end-to-end) на модель поэтапной передачи.
Инкапсуляция: Данные упаковываются в "бандлы" (bundles) — крупные блоки,
которые содержат всю необходимую метаинформацию для маршрутизации и
обработки ошибок внутри самого блока.
Уровень конвергенции (Convergence Layer): BP работает «над» транспортными уровнями
(например, поверх UDP или специализированных космических линков). Это позволяет
передавать данные через разные физические среды (S-band, Ka-band, лазер), не
разрывая сессию на уровне приложения.
Ключевые механизмы работы
1. Store-and-Forward (Хранение и пересылка)
В отличие от обычных роутеров, которые отбрасывают пакеты при потере связи,
узлы DTN (на корабле Orion и наземных станциях DSN) имеют значительный объем
буферной памяти.
Если прямая видимость с Землей временно пропала (например, Orion начал маневр
или зашел в «мертвую зону»), данные не удаляются.
Они хранятся в энергонезависимой памяти узла до тех пор, пока не появится
возможность передачи следующему узлу.
2. Custody Transfer (Передача ответственности)
Это механизм подтверждения на каждом прыжке (hop-by-hop), а не между
конечными точками.
Когда Orion передает бандл на станцию в Канберре, станция отправляет
подтверждение приема.
Только после получения этого подтверждения Orion может удалить данные из
своего буфера.
Если на пути от Канберры до ЦУПа в Хьюстоне произойдет разрыв, данные будут
ждать в Канберре, а не пересылаться заново с Луны.
3. Агрессивная фрагментация
DTN умеет разбивать бандлы на фрагменты, если окно связи закрывается до
завершения передачи всего блока. При восстановлении связи передача начнется ровно
с того места, где прервалась, а не с начала файла.
Применение в Artemis II
На текущем этапе миссии (апрель 2026 года) DTN используется для управления
потоками данных между тремя системами связи:
Интеграция с лазером (O2O): Лазерная связь очень чувствительна к точности
наведения. Даже микровибрация может прервать луч на доли секунды. DTN позволяет
системе O2O прозрачно для пользователя «склеивать» поток данных, несмотря на эти
микро-разрывы.
Приоритизация: В заголовках Bundle Protocol прописаны приоритеты. Телеметрия
(здоровье экипажа) всегда идет «вне очереди» через S-диапазон, в то время как видео
4K может ждать в очереди буфера для передачи через Ka-диапазон или лазер.
Интересные факты
Скорость 4K: Благодаря лазерной системе O2O, Artemis II может транслировать
видео в разрешении 4K прямо из окрестностей Луны. Скорость передачи
достигает 260 Мбит/с, что в десятки раз быстрее традиционных радиоканалов для
таких расстояний.
Запланированная тишина: Когда корабль Orion зайдет за обратную сторону Луны,
наступит период полного молчания. Радиосигналы не проходят сквозь лунную массу,
поэтому связь с Землей прервется примерно на 41 минуту — точно так же, как это
было во времена миссий "Аполлон".
Ювелирная точность: Наведение лазера с Луны на наземную станцию сравнимо с
тем, чтобы попасть лучом лазерной указки в монету с расстояния в несколько
километров, при этом обе точки (корабль и Земля) движутся с огромной скоростью.
Кибербезопасность: Лазерная связь гораздо безопаснее радио. Узконаправленный
луч практически невозможно перехватить или заглушить со стороны, так как для
этого нужно находиться непосредственно на линии передачи сигнала.
Экономия веса: Оптические системы компактнее и легче радиоантенн аналогичной
мощности. Это позволяет высвободить место и массу для научного оборудования или
дополнительных запасов для экипажа.
Имена на борту: Помимо четырех астронавтов, в цифровой памяти системы связи
хранятся имена более 5.6 миллиона человек, приславших их в рамках кампании NASA
"Send Your Name to the Moon".
https://pikabu.ru/
***********
5."Ставки очень высоки". Зачем на самом деле
американцы снова летят к Луне
Петрукович: цель США — занять лучшие места на Луне
МОСКВА, 2 апр — РИА Новости, Захар Андреев. Впервые за полвека люди
летят к Луне — НАСА успешно запустило в космос корабль Orion с четырьмя
астронавтами на борту. Какие цели у этой миссии и всей радикально
обновленной лунной программы США, а также какие опасности ждут на этом
пути — в материале РИА Новости.
Расписание миссии, цели и задачи
Как и ожидалось, старт, намеченный на вечер среды, 1 апреля (по
московскому времени уже наступило второе число), прошел благополучно.
Погода во Флориде, где расположен Космический центр имени Кеннеди,
выдалась хорошая. Технические недочеты, запуск в феврале, на
этот раз не помешали
После отделения первой ступени Orion перешел на высокую эллиптическую
околоземную орбиту. Здесь экипаж в течение суток будет проверять системы
жизнеобеспечения и ручное управление, отработает сближение и
расхождение с верхней ступенью ракеты. Затем корабль направится к
естественному спутнику нашей планеты. Если все пойдет по плану, человек
приблизится к Луне впервые за 53 года.
Правда, на саму Луну в этот раз высаживаться не будут — корабль лишь
облетит вокруг нее примерно на четвертый день полета, после чего
направится домой. Траектория полета похожа на "восьмерку". Orion пройдет
на расстоянии около 10 300 километров за обратной стороной Луны. Таким
образом, экипаж также установит рекорд — люди впервые отдалятся от
Земли на столь большое расстояние (370 тысяч километров).
Планируемые этапы полета
