¿Qué hace que el tiempo en el DSN sea tan costoso?

David Hammen escribió en un comentario sobre ¿Por qué no hay un solo orbitador para Urano o Neptuno? que:

Los dos satélites Voyager aún reciben múltiples contactos de Deep Space Network por semana, cada uno de los cuales cuesta varios miles de dólares a decenas de miles de dólares. Luego hay gente. El Programa de operaciones de vuelo espacial de Voyager más reciente enumera once empleados de JPL. Me sorprendería si un ingeniero FTE JPL completamente cargado cuesta menos de $ 250K / año. Además, hay investigadores en otros centros de la NASA y en universidades que reciben el apoyo del presupuesto de Voyager.

Vayamos con $10,000 por contacto para los Voyagers, a través de Deep Space Network, para tener una cifra en el medio de ese rango. (Si alguien tiene una mejor estimación, no dude en usarla como respuesta). Con las bajas tasas de bits involucradas, un contacto puede durar unas pocas horas. Me doy cuenta de que el equipo es terriblemente caro y probablemente requiere un pequeño ejército de personas para mantenerlo, pero eso aún se reduce a unos pocos miles de dólares por hora de tiempo de radio, bastante cerca de un dólar por segundo . Tenga en cuenta que esto se suma a las personas que realmente trabajan para apoyar directamente las misiones Voyager.

¿Qué hace que usar el DSN sea tan costoso?

Un desglose de costos aproximado probablemente sería una respuesta perfecta a esta pregunta, pero un razonamiento general también podría ser válido si está lo suficientemente bien razonado.

¿Qué le interesa, el costo marginal, el costo operativo promedio, el costo operativo, el operativo + construcción?
@Antzi Lo que mejor le parezca ilustra por qué el costo es tan alto para las personas que operan una nave espacial para usar el equipo DSN.

Respuestas (1)

Me doy cuenta de que el equipo es terriblemente costoso y probablemente requiere un pequeño ejército de personas para mantenerlo, pero eso aún se reduce a unos pocos miles de dólares por hora de tiempo de radio...

El costo en dólares de 2017 oscila entre $ 954 por hora de contacto para el uso de una antena de guía de ondas de haz de alta velocidad de 34 metros y $ 4770 por hora de contacto para el uso de una antena de 70 metros, más cargos por una hora adicional de instalación y apagado. costos Las fórmulas específicas para el soporte estándar (consulte los Servicios de comunicaciones y operaciones de la misión de la NASA para obtener más detalles) es

A F = R b A w ( 0.9 + F C / 10 ) C = A F ( 1 + T )
dónde

  • A F es la tarifa de apertura por hora;
  • R b es la tarifa básica por hora, $ 1057 (dólares de 2010);
  • A w es la ponderación de apertura:
    • 0,8 para una antena de guía de ondas de haz de alta velocidad de 34 metros,
    • 1.0 para alguna otra antena de 34 metros,
    • 2.0 para dos antenas de 34 metros,
    • 3.0 para tres antenas de 34 metros,
    • 4.0 para cuatro antenas de 34 metros, y
    • 4.0 para una antena de 70 metros;
  • F C es el número de contactos por semana;
  • C es el costo por contacto; y
  • T es la duración del contacto en horas.

Por ejemplo, cuatro contactos de dos horas de duración por semana con una antena de 70 metros en el transcurso de un año cuesta $ 3,43 millones en dólares de 2010, o $ 3,87 millones en dólares de 2017. Cambiar esos cuatro contactos de dos horas por semana a uno de ocho horas por semana reduce los costos a $ 1,98 millones en dólares de 2010, o $ 2,23 millones en dólares de 2017. Los contactos de corta duración más frecuentes se penalizan dos veces, una vez con el factor 0.9 + F C / 10 , y una vez más con la hora adicional (45 minutos de configuración y 15 minutos de apagado) por contacto.

¿Por qué tan alto? Este es un equipo muy costoso y altamente personalizado. No hay muchas antenas de 70 metros en el mundo. La NASA ha cambiado a la contabilidad de costos total, lo que significa que los proyectos que usan el DSN tienen que pagar su parte del uso de este costoso equipo. Este intercambio incluye los costos de mantenimiento y actualización.

El contacto del IIRC está programado en bloques de 8 horas.
@Hobbes: el documento vinculado dice que "Tenga en cuenta que las longitudes de pase programadas deben ser múltiplos enteros de 1 hora con un máximo de 12 horas por pase". Usé dos horas como ejemplo. Los contactos de mayor duración, por supuesto, costarían más.
podría ser una convención más que una regla, creo que los Voyagers fueron contactados en bloques de 8 horas.
@Hobbes: modifiqué mi respuesta para mostrar la penalización por contactos más frecuentes pero de menor duración. Las dos Voyagers utilizan múltiples contactos por semana, algunos con antena de 70 metros y otros con antena de 34 metros. No me sorprendería en absoluto que el uso de DSN de las dos Voyagers supere con creces los 10 millones de dólares al año.
Correcto, el costo no es tanto la operación en tiempo real esas pocas horas, sino más bien tratar de cubrir algunos de los costos de mantenimiento y actualización de los equipos y las instalaciones. El DSN es una combinación meticulosa de objetos muy grandes formados y movidos con una precisión muy alta con receptores de ruido extremadamente bajo y amplificadores de alta potencia en varias longitudes de onda, todo lo cual se espera que tenga una disponibilidad operativa del 95% o más para las demandas cada vez mayores. de misiones en el espacio profundo.
@MarkAdler: exactamente. Una red de espacio profundo construida con equipos comercialmente disponibles de bajo costo sufriría una alta relación ruido/señal. Invertir este problema intratable de ruido a señal en un problema de baja señal a ruido significa que casi todo es personalizado o comercial especializado (es decir, personalizado, pero construido por otra persona). Todo es costoso, delicado y difícil de reemplazar en cualquier momento. Delicados y difíciles de reemplazar significa repuestos, lo que aumenta los costos. Reducir el ruido significa un preamplificador enfriado criogénicamente como mínimo (en algunos casos, hasta 1,5 Kelvin). Eso es aún más costo.
Sospecho que esta respuesta sería aún mejor si los puntos mencionados en los dos comentarios anteriores (@MarkAdler's y David Hammen's) se incorporaran a la respuesta. Tal como está, esta respuesta detalla cómo se calcula el costo del tiempo de DSN, pero más allá de unas pocas oraciones realmente no explica por qué el costo es tan alto, que era mi enfoque previsto con la pregunta. Los comentarios añaden ese aspecto.
¿Qué hace que el tiempo en el DSN sea tan costoso?
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