ESTRACK

35 m -antennen på ESTRACK Deep Space Network ( DSA 2 ), 2010, i Cebreros , Spanien.

Under navnet ESTRACK ( ESA -sporingsstationer ) driver det europæiske rumagentur ESA et netværk af radiostationer, der bruges til at kommunikere med satellitter og rumsonder og til at understøtte raketopskydninger. Den globale distribution af stationerne sikrer, at et rumfartøj altid kan etablere radiokommunikation med mindst én station.

De rummissioner, der var eller vil blive kontrolleret via ESTRACK, omfatter bl.a. Herschel , Planck , Venus Express , Mars Express , ExoMars , Rosetta , Gaia , BepiColombo , LISA Pathfinder , Solar Orbiter , Euclid og JUICE og adskillige videnskabelige satellitter.

Jordstationer

ESTRACK består hovedsageligt af syv jordstationer, der forbinder rumfartøjet med European Space Flight Control Center (ESOC) i Darmstadt . Fire sporingsstationer i Kourou, Kiruna , Redu og Santa Maria med antennediametre på 5,5 til 15 meter bruges til hurtigt at spore rumfartøjer i opsendelsesfasen og i baner nær jorden. Sporing kræver relativt små og hurtigt bevægelige antenner. Tre dybe rumstationer til kommunikation i dybt rum er udstyret med 35 meter antenner. Der er tre stationer i Europa, en i Australien, to på det sydamerikanske kontinent og en midt i Atlanterhavet. Netværket kan overvåge LEOP (Launch and Early Orbit Phase) efter raketopskydninger fra Center Spatial Guyanais i Kourou . Under startene er Galliot- og Diane-sporingsfaciliteterne i Kourou også i drift.

En 15 m antenne blev bygget i Villafranca i 1975 som den første antenne i netværket. Stationens funktioner i Perth blev overtaget af New Norcia -stationen i 2015, som modtog yderligere 4,5 m antenne til hurtig sporing. Antennerne fra Villafranca og Maspalomas blev givet til kommercielle operatører og er ikke længere i drift af ESTRACK.

Deep Space Antenner (DSA)

I 1998 besluttede ESA at oprette sit eget netværk af dybe rumstationer til "operationer i dybt rum " ( engelske deep space -missioner ) med 35 m parabolske antenner for at holde trit med de planlagte fremtidige interplanetære missioner og ikke længere afhængig af dem At være NASAs Deep Space Network (DSN) . Tre stationer med 35 m antenner blev placeret rundt om i verden i en afstand på omkring 120 ° hver, så kontinuerlig kommunikation med fjerne rumfartøjer er mulig trods jordens rotation. To af de tre stationer er placeret på den sydlige halvkugle og komplementerer optimalt de mange dybe rumantenner fra forskellige andre rumorganisationer, der allerede dækker den nordlige halvkugle meget godt.

DSA 1 i New Norcia 2010

Den første station, DSA 1 , blev bygget i New Norcia i 2002 , efterfulgt af DSA 2 i Cebreros i 2005 og DSA 3 i Malargüe i 2012 . Den 19. november 2009 blev der underskrevet en aftale med den argentinske stat, der garanterer opførelsen og driften af ​​Malargüe -stationen i 50 år. Aftalen forpligter den argentinske stat til at levere tjenester såsom vejforbindelser, vand, elektricitet og telekommunikationslinjer; Til gengæld afsættes ti procent af antennetiden til nationale videnskabelige projekter.

Alle tre antenner er state-of-the-art Cassegrain strålebølgelederantenner, hvor de modtagne signaler ledes gennem et hul i det primære spejl og forskellige reflektorer ind i antennens understruktur, hvor de tilsvarende modtagere og sendere er placeret. Modtagelseskvaliteten er blevet forbedret af modtagere, der er afkølet til −258 ° Celsius i en sådan grad, at ydeevnen for de 35 m antenner svarer til den for de uafkølede 40 m antenner.

Systemerne er udstyret med et hydrogen maser atomur til tidsregistrering med høj præcision . Alle stationer understøtter Delta DOR (Delta Differential One-way Range), en teknologi til præcis placering af et rumfartøj, med hvilket positionen kan bestemmes med en nøjagtighed på 1 meter ved hjælp af to antenner, og hastigheden kan bestemmes til 0,1 mm / s via GPS-TDAF (GPS Tracking and Data Analysis Facility) til præcis positionering. Alle antenner har 2 og 20 kW transmissionssystemer og har en afbrydelig strømforsyning i tilfælde af, at det offentlige elnet svigter. Stationen i New Norcia modtog et solcelleanlæg fra 2015 , som blev afsluttet i august 2017. Med en effekt på 250 kW skulle den levere 470 MWh elektrisk energi om året og dække omkring 40% af det årlige elbehov. Alle stationer er udstyret med systemer til radioastronomi og kan deltage i radioastronomisk forskning z. B. deltage ved hjælp af VLBI , så længe de ikke er nødvendige for rummissioner.

Den Gaia missionen producerer en masse data og ville ikke have været muligt uden ESAs egen antenne netværk. Modtagelseskapaciteten og databehandlingen af ​​stationerne blev specielt øget til denne mission. Det fjerneste signal modtaget af DSA kom fra Cassini -missionen i en afstand på 1,44 milliarder kilometer.

Stationen i Cebreros blev opgraderet i 2017 til modtagelse i Ka-bandet. Fra 2017 til 2019 var Malargüe udstyret med ny teknologi til fire millioner euro til revideret signalbehandling og yderligere modtagelse i 26 GHz -området. BepiColombo- sonden kan også understøtte denne udvidelse i Ka-båndet . Gaia -missionen sender ved 10 MB / s, Euclid -missionen skal opnå en datahastighed på 149 MB / s. Antennesystemer, faciliteter og datanetværk blev udvidet tilsvarende.

Den 30. januar 2020 lykkedes det stationen i New Norcia for første gang at kommunikere samtidigt med de to missioner Mars Express og ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO). Det blev sendt på to forskellige frekvenser på samme tid.

Det stigende behov for antennekapacitet førte til en kontrakt med Goonhilly Earth Station Ltd, operatøren af Goonhilly Satellite Earth Station . 9,5 millioner euro blev investeret der, og antenner og modtagelsessystemer blev udvidet til en kommerciel dyb rumstation ved hjælp af ESA . Den 32 meter lange GHY-6 (Merlin) skål blev åbnet som en kommerciel dyb rumstation i juni 2021. Den 30 meter lange antenne GHY-3 (Guinevere) skal følge i 2022.

Fremtidig ekspansion

I 2019 blev der udført tests for at bruge den 30 meter lange antenne på DLR's Weilheim-jordstation som en ekstra dybrumsantenne til at udvide modtagelseskapaciteten. Teknologien skulle moderniseres og udvides, og antennen, der kun har haft en modtager i lang tid, kunne igen udstyres med en sender. Systemet er designet og certificeret til dyb rumkommunikation og er allerede tidligere blevet brugt til at understøtte forskellige dybe rum missioner.

En 80 kW sender er under udvikling og skal være klar til brug i 2024. Alle systemer er allerede klar til den nye sender.

I New Norcia skal en ny 35-meter antenne yderligere øge modtagelseskapaciteten. Modtageren af ​​den nye antenne afkøles til 10 Kelvin (-263 ° C), hvilket resulterer i en 40% højere datahastighed ved høje frekvenser. Byggeriet skulle være afsluttet i 2023, og efter test og kalibrering skulle antennen derefter gå i normal drift omkring midten af ​​2024 og være klar til JUICE- og HERA-missionerne. Stationerne i Cebreros og Malargüe vil derefter også modtage de nye modtagere med forbedret modtagelse.

• 

  Nye Norcia har en solgenerator

• 

  Hovedantenne fra New Norcia

• 

  Den 4,5 meter lange antenne til hurtig sporing i New Norcia

Internationalt samarbejde

ESTRACK deler sin kapacitet med andre rumorganisationer og netværk, som igen giver kapacitet til ESA -missioner. Sådanne netværk er f.eks. B. ASI (Italien), CNES (Frankrig), DLR (Tyskland), DSN fra NASA, Goddard Space Flight Center , 64-meters antenne i Usuda Deep Space Center og 54-meter antenne på Misasa Deep Space Station, der drives af JAXA (Japan) og Telemetry, Tracking and Command Network (ISTRAC) fra det indiske rumagentur ISRO . ESTRACK støttede missioner fra Kina og Rusland og landingen af ​​NASA -rovere på Mars.

Stationer, som der er samarbejdsaftaler med, er placeret i Poker Flat , Goldstone , Madrid , Weilheim , Esrange , Hartebeesthoek , Malindi , Kerguelen , Usuda, Masuda, Canberra , Galliot (Fransk Guyana), Natal Tracking Station i Rio Grande do Norte (Brasilien) , Libreville (Gabon), Ascension .

ESTRACK kan overtage funktioner i DSN eller omvendt. Begge netværk kan støtte hinanden i nødsituationer, forbinde antenner og udveksle data med hinanden. En aftale om generel gensidig støtte blev indgået mellem NASA og ESA den 21. marts 2007. Samarbejdet muliggør øget arbejdsbyrde, gensidig støtte i nødsituationer, mere fleksibilitet og udvidelse af videnskabelig indkomst for alle. For at lette det internationale samarbejde mellem sporingsenheder opfordrer ESA til udvikling og anvendelse af internationalt anerkendte standarder for dataudveksling. Alle systemer overholder bestemmelserne i CCSDS .

Perth Nye Norcia Maspalomas Kiruna Redu Cebreros og Villafranca Santa Maria Kourou Malargüe ESOC

ESTRACK jordstationer: stationer til hurtig sporing, dybe rumantenner, ESOC, tidligere stationer

Supplerende netværk

Ud over ESAs egne antenner og aftalerne om gensidig brug af antennestationer med andre rumorganisationer er der også et supplerende netværk af kommercielle satellitstationer, der leverer tjenester til netværket gennem kontrakter. Disse antenner drives normalt af forskellige nationale rumorganisationer. Disse stationer bruges hovedsageligt i LEOP -fasen efter raketopskydninger , når det eksisterende netværk er utilstrækkeligt, og er til satellitter, der har kredsløb over polerne. Disse stationer bruges på andre tidspunkter af kommercielle satellitoperatører og andre rumorganisationer.

• Dongara station i Western Australia (i mellemtiden var en erstatning for stationen i Perth)
• Santiago de Chile i samarbejde med Space Research Center ved University of Chile , der drives af SSC Chile
• South Point Station nær Kailua-Kona, Hawaii, drives af Universal Space Network
• Svalbard Station nær Longyearbyen , Spitsbergen , drives af Kongsberg Satellite Services AS (KSAT)
• Troll Satellite Station i Antarktis , drives af KSAT
• Goonhilly Satellite Earth Station drives af Goonhilly Earth Station Ltd.

Se også

• Liste over rumsonder

Weblinks

• Oversigt over grundfaciliteterne omkring siderne af ESA (engelsk)
• Estrack -brochure om ESA -brochuren (engelsk, PDF -fil, 4,1 MB)
• ESTRACK nu. Hentet 6. juli 2019 . 

Individuelle beviser

1. ↑ ^{a b c d} esa: Estrack -jordstationer . I: European Space Agency . ( esa.int [adgang 14. maj 2017]). 
2. ↑ ^{a b c d} esa: Overdragelse af ejerskab af tre ESA -jordstationer . I: European Space Agency . ( esa.int [åbnet 8. januar 2018]). 
3. ^ Esa: Går grønt til den røde planet . I: European Space Agency . ( esa.int [adgang 5. januar 2018]). 
4. ^ Esa: ESA styrker sit argentinske link med dybt rum . I: European Space Agency . ( esa.int [adgang 29. august 2017]). 
5. ↑ ^{a b} Gør den dybe tallerken op. Hentet 26. december 2019 . 
6. ^ Første gang jeg kontrollerede to rumfartøjer med en skål. Adgang til 28. marts 2020 . 
7. ↑ esa: Goonhilly går dybt rum . I: European Space Agency . ( esa.int [adgang 1. august 2018]). 
8. ^ Goonhilly Earth Station - International Satellite Teleport. Adgang til 28. august 2021 . 
9. ^ Esa: ESA og DLR i fælles undersøgelse for at understøtte dybe rummissioner. Hentet 6. juli 2019 . 
10. ↑ ^{a b c} Super-cool tilføjelse til deep space-familien. Hentet 26. december 2019 . 
11. ↑ ^{a b c} esa: New Norcia - DSA 1 . I: European Space Agency . ( esa.int [adgang 27. august 2017]). 
12. ^ Esa: Ny æra for New Norcia deep space antenne. Hentet 6. juli 2019 (britisk engelsk). 
13. ↑ esa: Lagrange -mission. Hentet 6. juli 2019 (britisk engelsk). 
14. ↑ esa: Kiruna station . I: European Space Agency . ( esa.int [adgang 14. maj 2017]). 
15. ↑ esa: Redu -station . I: European Space Agency . ( esa.int [adgang 14. maj 2017]). 
16. ↑ esa: Cebreros - DSA 2 . I: European Space Agency . ( esa.int [adgang 14. maj 2017]). 
17. ↑ esa: Santa Maria station . I: European Space Agency . ( esa.int [adgang 14. maj 2017]). 
18. ↑ ^{a b} esa: Genbrug af en rumantenne . I: European Space Agency . ( esa.int [adgang 27. august 2017]). 
19. ↑ esa: Kourou -station . I: European Space Agency . ( esa.int [adgang 14. maj 2017]). 
20. ↑ esa: Malargüe - DSA 3 . I: European Space Agency . ( esa.int [adgang 14. maj 2017]). 
21. ↑ esa: Maspalomas station . I: European Space Agency . ( esa.int [adgang 14. maj 2017]). 
22. ↑ ^{a b} esa: Villafranca station . I: European Space Agency . ( esa.int [adgang 14. maj 2017]). 
23. ↑ ESA fuldender European Deep Space Network (billede) | heise online. Hentet 27. august 2017 . 
24. ↑ Hvem holder styr på affyringsrampen, når den løfter sig? Hentet 3. september 2021 . 
25. ^ Esa: ESA og NASA forlænger forbindelserne med en større ny cross-support aftale . I: European Space Agency . ( esa.int [adgang 29. august 2017]).