三座地面天线为 NASA 的 Artemis 计划提供“立足之本”

新的 66 英尺宽的天线盘将及时建造、上线和投入使用，以便在本世纪末为月球上的阿尔忒弥斯宇航员提供近乎连续的通信服务。

这些天线被称为“LEGS”（月球探索地面站的缩写），是 NASA 支持人类持续登陆月球的愿景的关键基础设施。

拟议的六个 LEGS 中的前三个计划设在新墨西哥州、南非和澳大利亚。

LEGS 将成为美国宇航局近太空网络的一部分，由该机构的空间通信和导航 (SCaN) 项目管理，并由马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心负责。

背景

美国宇航局的 LEGS 所能做的不仅仅是帮助地球人在地球上移动。

三个月球探索地面站（LEGS）将增强近空间网络的通信服务并支持 NASA 的阿尔忒弥斯计划。

美国宇航局的空间通信和导航(SCaN) 项目维护着该机构的两个主要通信网络——深空网络和近空间网络，这使得太空中的卫星能够将数据发回地球进行调查和发现。

这些网络利用遍布全球的天线捕获卫星信号，收集数据并使导航工程师能够跟踪任务。在第一次阿尔忒弥斯任务中，这些网络协同工作，支持任务完成为期 25 天的绕月之旅。它们将为即将到来的阿尔忒弥斯二号任务做同样的事情。

为了支持 NASA 的“从月球到火星”计划，NASA 正在向近太空网络添加三个新的 LEGS 天线。随着 NASA 致力于维持人类在月球上的存在，通信和导航支持对于每次任务的成功都至关重要。LEGS 天线将直接支持后期的 Artemis 任务以及载人登陆系统、月球地形车和Gateway等伴随任务。

作为阿尔忒弥斯 (Artemis) 任务的重要组成部分，Gateway 空间站将成为人类第一个在月球轨道运行的空间站，该任务旨在让人类重返月球进行科学发现，并为人类绘制通往火星的道路。

“LEGS 的主要目标之一是减轻深空网络的负担，”位于马里兰州格林贝尔特的 NASA 戈达德太空飞行中心的 LEGS 项目经理 TJ Crooks 说道。“近太空网络及其新的 LEGS 天线将专注于月球任务，同时允许深空网络支持更远太阳系的任务——例如詹姆斯·韦伯太空望远镜和星际旅行者号任务。”

近空间网络为从地球附近到 120 万英里外的任何任务提供通信和导航服务——其中包括月球和日地拉格朗日点 1 和 2。月球和拉格朗日点是深空网络的共享区域，可为那里以及太阳系更远地区的任务提供服务。

直径 66 英尺的 LEGS 天线将在全球战略性地放置。这种全球布局确保当月球在一个站点落下时，它在另一个站点的视野中升起。由于月球始终在视野中，近太空网络将能够为月球作业提供持续支持。

怎么运行的

当卫星绕月球运行时，它会将其数据编码到射频信号中。当 LEGS 天线进入视野时，该卫星（或月球车等）会将信号下行传输到 LEGS 天线。然后，这些数据会被路由到全球各地的任务操作员和科学家，他们可以就航天器的健康状况和轨道做出决策，或者使用科学数据进行探索。

LEGS 天线旨在为用户提供极大的灵活性。对于 LEGS-1、LEGS-2 和 LEGS-3，NASA 正在为天线实施“双波段方法”，使任务能够使用两个不同的无线电频段（X 波段和 Ka 波段）进行通信。通常，较小的数据包（如遥测数据）通过 X 波段发送，而高分辨率科学数据或图像则需要 Ka 波段。由于频率较高，Ka 波段允许一次性下行更多信息，例如支持载人操作的实时高分辨率视频。

将从商业服务提供商那里寻求进一步的 LEGS 容量，并将包括使用 S 波段、X 波段和 Ka 波段的天线的“三波段方法”。

第一个 LEGS 地面站（即 LEGS-1）位于新墨西哥州拉斯克鲁塞斯的 NASA 白沙综合设施。NASA 正在改善该综合设施的土地和设施，以接收新的 LEGS-1 天线。

LEGS-2 天线将位于南非开普敦附近的马杰斯方丹。NASA 与南非国家航天局 SANSA 合作，选择此位置是为了最大限度地覆盖月球。南非约翰内斯堡郊外有一个地面跟踪站，该站曾在 20 世纪 60 年代 NASA 的阿波罗登月任务中发挥过作用。该机构计划在 2026 年完成 LEGS-2 天线。对于 LEGS-3，NASA 正在西澳大利亚探索地点。

这些站将全面补充近空和深空网络的现有能力，并为阿尔忒弥斯计划提供更强大的通信服务。

CPI Satcom 正在为 NASA 建造月球探测地面站 (LEGS) 天线。这些天线看起来与此处图片中的 20 米天线非常相似。

近空间网络由位于华盛顿 NASA 总部的 NASA 空间通信与导航 (SCaN) 项目办公室资助，并由位于马里兰州格林贝尔特的 NASA 戈达德太空飞行中心运营。