为了深入了解詹姆斯·韦伯太空望远镜背后的工程，在这里查看我们的帖子集.
当詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）显示其第一个图像7月12日，它们将成为精心制作的镜子和科学仪器的副产品。但如果没有飞船的通信子系统，它所有的数据收集能力都将毫无意义。
Webb的通信并不华丽。相反，数据和通信系统的设计是难以置信的、毫无疑问的可靠和可靠。虽然它们的某些方面相对较新，但这是第一个使用的任务K（K）一-波段距离地球如此之远的高数据速率的频率，例如，最重要的是，JWST的通信为JWST的科学努力奠定了基础。
正如本系列的前几篇文章所指出的，JWST停在拉格朗日点L2它是一个重力平衡点，位于距离地球约150万公里的地方，位于行星和太阳之间的直线上。对于JWST来说，这是一个理想的位置，可以无障碍地观测宇宙，并且可以进行最小的轨道调整。
然而，距离地球如此之远，意味着数据需要经过更远的距离才能完整地返回。这也意味着通信子系统需要可靠，因为至少在近期内，派遣维修任务解决问题的可能性很小。考虑到所涉及的成本和时间迈克尔·门泽尔JWST的任务系统工程师表示：“我不会鼓励进行交会和维修任务，除非出现严重错误。”
根据从事JWST工作20多年的门泽尔所说，计划一直是使用大家都很了解的K一-用于大量科学数据传输的频带频率。具体来说，JWST正在通过一个25.9千兆赫兹的信道以高达每秒28兆比特的速度向地球传输数据。K系列一-频带是更宽范围的一部分K波段（另一部分Ku波段也考虑了）。
拉格朗日点是一个平衡点，在这里，物体上的相互竞争的引力拖拽物网将变为零。JWST是三艘船目前占据L2（此处所示距离地球的距离过大）。IEEE综览
JWST的数据收集和传输速率都比旧的相形见绌哈勃太空望远镜与哈勃望远镜（Hubble）相比，JWST每天可以产生高达57GB的数据（尽管该数据量取决于计划的观测），哈勃仍处于活动状态，每天生成1-2 GB的数据。
Menzel说，他第一次看到JWST的频率选择建议是在2000年左右，当时他在诺斯罗普·格鲁曼公司他于2004年成为任务系统工程师。他说：“我知道这次任务的风险所在。我想确保我们没有遇到任何新的风险。”。
IEEE综览
此外，K一-频带频率可以传输比X波段（7至11.2 GHz）或S波段（2至4 GHz），这是深空飞行器的常见选择。高数据速率是JWST开展科学工作的必要条件。此外，根据卡尔·汉森，一名飞行系统工程师太空望远镜科学研究所（JWST的科学操作中心），一个类似的X波段天线将如此之大，以至于航天器在成像时难以保持稳定。
尽管25.9-GHz K一-波段频率是望远镜的主要通信信道，它在s波段也使用了两个信道。一个是2.09-GHz的上行链路，它以每秒16千比特的速度将未来的传输和科学观测时间表传送到望远镜。另一个是2.27-GHz、40-kb/s的下行链路，望远镜通过该下行链路传输工程数据，包括其操作状态、系统健康状况和其他有关望远镜日常活动的信息。
JWST在其生命周期内收集的任何科学数据都需要存储在飞船上，因为航天器不与地球保持往返接触。从其科学仪器收集的数据一旦被收集，就会存储在航天器的68-GB固态驱动器中（3%用于工程和遥测数据）。亚历克斯·亨特同时也是太空望远镜科学研究所的飞行系统工程师，他说，由于深空辐射和磨损，到JWST 10年任务寿命结束时，预计将减少到约60GB。
车载存储器足以在空间耗尽之前收集大约24小时的数据。在这成为一个问题之前，JWST将有预定的机会将这些宝贵的数据传输到地球。
JWST将通过深空网络（DSN）-a它共享的资源使用帕克太阳能探测器,凌日外行星勘测者的卫星，的旅行者探测器和整个火星探测器和轨道飞行器仅举几个其他重量级选手。DSN包括三个天线复合体：澳大利亚堪培拉；西班牙马德里；JWST需要与其他许多具有独特通信需求和时间表的深空任务共享有限的天线时间。
IEEE综览
关桑迪（Sandy Kwan）DSN系统工程师表示，与航天器的联系窗口计划提前12至20周。JWST在调试阶段有更多预定的接触窗口，因为仪器已上线、检查和校准。大部分过程都需要与地球进行实时通信。
所有通信信道都使用里德·所罗门 纠错协议-与DVD和蓝光光盘以及QR码中使用的纠错标准相同。低数据率S波段信道使用二进制相移键涉及信号载波相移的调制。然而，K波段信道使用正交相移键控调制。正交相移键控可以使信道的数据速率加倍，代价是使用更复杂的发射机和接收机。
JWST与地球的通信仅在JWST确认文件已成功接收后才加入确认协议，JWST会继续删除其数据副本以清理空间。
通信子系统与航天器总线的其余部分由诺斯罗普·格鲁曼公司，使用来自多个制造商的现成组件。
JWST经历了漫长的经常延迟开发，但其通信系统一直是项目其余部分的基础。保持至少一个系统的可靠性意味着可以少担心一件事。例如，门泽尔可以记住基于激光的光学系统这些都遭到了拒绝。Menzel说：“我能数到至少两次有人找我，想尝试光通信。”。“每次他们来找我时，我都会把他们和旧的“谢谢，但我不需要。我也不想要。”
