Was macht die Zeit auf dem DSN so teuer?

David Hammen schrieb in einem Kommentar zu Warum gibt es keinen einzigen Orbiter für Uranus oder Neptun? das:

Die beiden Voyager-Satelliten erhalten immer noch mehrere Deep Space Network-Kontakte pro Woche, von denen jeder mehrere tausend bis zehntausend Dollar kostet. Dann gibt es Menschen. Der neueste Voyager Space Flight Operations Schedule listet elf JPL-Mitarbeiter auf. Ich wäre schockiert, wenn ein Vollzeit-JPL-Ingenieur mit Vollzeitbeschäftigung weniger als 250.000 $/Jahr kosten würde. Außerdem gibt es Forscher in anderen NASA-Zentren und an Universitäten, die durch das Voyager-Budget unterstützt werden.

Lassen Sie uns mit 10.000 Dollar pro Kontakt für die Voyagers über das Deep Space Network gehen, um eine Zahl in der Mitte dieses Bereichs zu haben. (Falls jemand eine bessere Schätzung hat, kann er diese auf jeden Fall für eine Antwort verwenden.) Bei den niedrigen Bitraten, um die es geht, kann ein Kontakt einige Stunden dauern. Mir ist klar, dass die Ausrüstung furchtbar teuer ist und wahrscheinlich eine kleine Armee von Leuten benötigt, um sie zu warten, aber das läuft immer noch auf ein paar tausend Dollar pro Stunde Funkzeit hinaus – ziemlich nahe an einem Dollar pro Sekunde . Beachten Sie, dass dies zusätzlich zu den Menschen ist, die tatsächlich daran arbeiten, die Voyager-Missionen direkt zu unterstützen.

Was macht die Nutzung des DSN so teuer?

Eine grobe Kostenaufschlüsselung würde wahrscheinlich eine perfekte Antwort auf diese Frage geben, aber eine allgemeine Argumentation könnte auch durchgehen, wenn sie hinreichend begründet ist.

Was interessiert Sie, die Grenzkosten, die durchschnittlichen Betriebskosten, die Betriebskosten, die Betriebs- und Baukosten?
@Antzi Was immer Sie am besten fühlen, zeigt, warum die Kosten für die Benutzer eines Raumfahrzeugs so hoch sind, um die DSN-Ausrüstung zu verwenden.

Antworten (1)

Mir ist klar, dass die Ausrüstung furchtbar teuer ist und wahrscheinlich eine kleine Armee von Leuten braucht, um sie zu warten, aber das läuft immer noch auf ein paar tausend Dollar pro Stunde Funkzeit hinaus ...

Die Kosten in Dollar von 2017 reichen von 954 USD pro Kontaktstunde für die Verwendung einer 34-Meter-Hochgeschwindigkeits-Wellenleiterantenne bis zu 4770 USD pro Kontaktstunde für die Verwendung einer 70-Meter-Antenne, zuzüglich Gebühren für eine zusätzliche Stunde für das Auf- und Abschalten Kosten. Die spezifischen Formeln für die Standardunterstützung ( Einzelheiten finden Sie unter Mission Operations and Communications Services der NASA ) ist

EIN f = R b EIN w ( 0,9 + F c / 10 ) C = EIN f ( 1 + T )
wo

  • EIN F ist die stündliche Öffnungsgebühr;
  • R b ist die grundlegende Stundengebühr, $ 1057 (2010 Dollar);
  • EIN w ist die Blendengewichtung:
    • 0,8 für eine 34-Meter-Hochgeschwindigkeits-Wellenleiterantenne,
    • 1,0 für eine andere 34-Meter-Antenne,
    • 2.0 für zwei 34-Meter-Antennen,
    • 3.0 für drei 34-Meter-Antennen,
    • 4.0 für vier 34-Meter-Antennen und
    • 4,0 für eine 70-Meter-Antenne;
  • F c ist die Anzahl der Kontakte pro Woche;
  • C sind die Kosten pro Kontakt; und
  • T ist die Kontaktdauer in Stunden.

Beispielsweise kosten vier zweistündige Kontakte pro Woche mit einer 70-Meter-Antenne im Laufe eines Jahres 3,43 Millionen US- Dollar im Jahr 2010 oder 3,87 Millionen US- Dollar im Jahr 2017. Die Änderung dieser vier zweistündigen Kontakte pro Woche zu einem achtstündigen Kontakt pro Woche reduziert die Kosten auf 1,98 Millionen US- Dollar im Jahr 2010 oder 2,23 Millionen US- Dollar im Jahr 2017. Häufigere kurzzeitige Kontakte werden zweimal bestraft, einmal mit dem Faktor 0,9 + F c / 10 , und noch einmal mit der zusätzlichen Stunde (45 Minuten Aufbau und 15 Minuten Abschaltung) pro Kontakt.

Warum so hoch? Dies ist eine sehr teure und stark kundenspezifische Ausrüstung. Es gibt nicht sehr viele 70-Meter-Antennen auf der Welt. Die NASA hat auf Vollkostenrechnung umgestellt, was bedeutet, dass Projekte, die das DSN nutzen, ihren Anteil an der Nutzung dieser sehr teuren Ausrüstung bezahlen müssen. Diese gemeinsame Nutzung beinhaltet Wartungs- und Upgrade-Kosten.

Der IIRC-Kontakt ist in 8-Stunden-Blöcken geplant.
@Hobbes - Das verknüpfte Dokument besagt: "Beachten Sie, dass geplante Passlängen ganzzahlige Vielfache von 1 Stunde mit maximal 12 Stunden pro Pass sein sollten." Ich habe zwei Stunden als Beispiel genommen. Länger andauernde Kontakte würden natürlich mehr kosten.
könnte eher Konvention als Regel sein, ich denke, die Voyagers wurden in 8-Stunden-Blöcken kontaktiert.
@Hobbes - Ich habe meine Antwort geändert, um die Strafe für häufigere, aber kürzere Kontakte anzuzeigen. Die beiden Voyager nutzen mehrere Kontakte pro Woche, einige mit einer 70-Meter-Antenne und andere mit einer 34-Meter-Antenne. Es würde mich überhaupt nicht überraschen, wenn die DSN-Nutzung der beiden Voyager weit über 10 Millionen Dollar pro Jahr liegt.
Richtig, die Kosten sind nicht so sehr der Echtzeitbetrieb in diesen wenigen Stunden, sondern eher der Versuch, einen Teil der Wartungs- und Upgrade-Kosten der Ausrüstung und Einrichtungen zu decken. Das DSN ist eine knifflige Kombination aus sehr großen Objekten, die mit sehr hoher Präzision geformt und bewegt werden, mit extrem rauscharmen Empfängern und Hochleistungsverstärkern über mehrere Wellenlängen, von denen erwartet wird, dass sie für die ständig steigenden Anforderungen eine Betriebsverfügbarkeit von 95 % oder mehr haben von Weltraummissionen.
@ MarkAdler - Genau. Ein Deep Space Network, das mit kostengünstiger, im Handel erhältlicher Ausrüstung aufgebaut ist, würde ein hohes Rausch-Signal-Verhältnis erleiden. Das Umwandeln dieses hartnäckigen Rausch-zu-Signal-Problems in ein niedriges Signal-zu-Rausch-Problem bedeutet, dass fast alles entweder kundenspezifisch oder spezialisiert kommerziell ist (dh kundenspezifisch, aber von jemand anderem gebaut). Alles ist teuer, empfindlich und schwer auf die Schnelle zu ersetzen. Empfindlich und schwer zu ersetzen bedeutet Ersatzteile, was die Kosten erhöht. Die Reduzierung von Rauschen bedeutet mindestens einen kryogen gekühlten Vorverstärker (in einigen Fällen bis zu 1,5 Kelvin). Das kostet noch mehr.
Ich vermute, diese Antwort wäre noch besser, wenn die in den beiden vorherigen Kommentaren gemachten Punkte (@MarkAdlers und David Hammens) in die Antwort aufgenommen würden. So wie es aussieht, wird in dieser Antwort detailliert beschrieben, wie die Kosten für die DSN-Zeit berechnet werden, aber über ein paar Sätze hinaus wird nicht wirklich erörtert, warum die Kosten so hoch sind wie sie sind, was mein beabsichtigter Fokus bei der Frage war. Die Kommentare fügen diesen Aspekt hinzu.
Was macht die Zeit auf dem DSN so teuer?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v