深空探測是指脫離地球引力場，進入太陽系空間和宇宙空間的探測。
深空測控系統是對執行深空探測任務的航天器進行跟蹤測量、監視控制和信息交換的專用系統，其在深空探測任務中具有不可替代的地位和作用。
通常，將地面的多個深空測控站組成的測控網稱為深空網或深空測控網，特指專門用於深空航天器測控和數據傳輸的專用測控網。它配有大口徑拋物面天線、大功率發射機、極高靈敏度接收系統、信號處理中心以及高精度高穩定度時間和頻率系統，能完成200萬公里以遠深空航天器的測控任務。
為了克服地球自轉影響，實現對深空航天器的連續跟蹤，深空網的佈局通常是在全球範圍內經度上間隔120度布站，這樣就可以確保對距離地球表面距離在3萬千米以上的航天器進行連續跟蹤。
▲NASA深空網不同軌道高度航天器的覆蓋示意
美國NASA深空網
美國NASA深空網由在全球按經度間隔120°分佈的三個深空通信綜合設施組成，分別位於美國加州的戈爾德斯通、西班牙的馬德里和澳大利亞的堪培拉，深空網的操作控制中心位於美國加州帕薩迪納的噴氣推進實驗室（JPL）。NASA深空網是目前世界上規模最大、能力最強的深空測控系統。
▲美國NASA 深空網布局
▲JPL深空網操作控制中心
戈爾德斯通深空通信綜合設施(北緯35°25′36″，西經116°53′24″)，位於美國加州的莫哈維沙漠。建有70m天線1個，34m高效率（HEF）天線1個，34m波束波導（BWG）天線4個，正在新建1個34mBWG天線。
▲美國加州戈爾德斯通的深空通信綜合設施
馬德里深空通信綜合設施(北緯40°25′53″，西經4°14′53″W), 位於西班牙首都馬德里以西60km，建有70m天線1個，34m高效率天線1個，34m波束波導天線2個，目前有2個34m波束波導天線在建。
▲西班牙馬德里的深空通信綜合設施
堪培拉深空通信綜合設施(南緯35°24′05″，東經148°58′54″), 位於澳大利亞首都堪培拉西南40km ，建有70m天線1個，34m高效率天線1個，34m波束波導天線2個，目前有2個34m波束波導天線在建。
▲澳大利亞堪培拉的深空通信綜合設施
NASA深空網可以實現以下功能：①獲取航天器遙測數據、②向航天器發送遙控指令；③跟蹤測量航天器的位置和速度；④進行甚長基線干涉測量觀測（直接測量航天器或射電源的角位置）；⑤為無線電科學實驗測量無線電波的變化；⑥接收科學探測數據；⑦監控深空網的性能。
ESA深空網
ESA深空網的建設始於1998年，目前已經建成了全球分佈的三個具有35m口徑天線的深空站，分別是澳大利亞新諾舍站、西班牙塞弗雷羅斯站和阿根廷馬拉圭站，三個深空站可以由位於德國達姆施塔特的歐洲空間操作中心（ESOC）進行遠程操作控制。ESA是世界上第二個建成全球布站深空測控網的航天機構。
▲ESA 深空測控網布局示意
新諾舍深空站（南緯31° 2' 53.61，東經116° 11' 29.40），位於澳大利亞西部珀斯市以北150km新諾舍鎮以南8km，2003年建成。
▲新諾舍深空站
塞弗雷羅斯深空站（北緯40° 27' 09.68,西經04° 22' 03.18），位於西班牙馬德里以西的埃維拉省塞弗雷羅斯城以南12km，2005年建成。
▲塞弗雷羅斯深空站
馬拉圭深空站（南緯35° 46' 33.63，西經69° 23' 53.51），位於南美洲阿根廷西部門多薩省馬拉圭市以南30km，距離布宜諾斯艾利斯市1200km，2012年建成。
▲馬拉圭深空站
中國深空測控網
中國也有佈局相對完善的深空測控通信網。大家比較熟悉的，有西安衛星測控中心的喀什測控站、以及佳木斯深空站等。其中，佳木斯深空站，位於中國黑龍江省佳木斯市，2013年建成。
▲佳木斯66m深空站
喀什深空站，位於中國新疆維吾爾自治區喀什市， 2013年建成。
▲喀什35m深空站
作者簡介：李海濤，北京某研究所研究員，我國月球探測工程嫦娥四號任務測控系統總設計師，首次火星探測任務測控系統總設計師。享受國務院政府特殊津貼，百千萬人才工程國家級人選。先後獲得第十屆中國青年科技獎，第十八屆中國科協求是傑出青年獎，國家科技進步特等獎1項，國家技術發明二等獎1項，部委級科技進步一等獎3項、二等獎2項。
▋作者：李海濤
▋來源：我們的太空
▋編輯：高 地、江程傑
▋郵箱：[email protected]
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