science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Voor de eerste keer, een ESA deep space-antenne bestuurde twee ruimtevaartuigen met één schotel

Mars Express in een baan rond Mars met de MARSIS-antenne ontplooid. Krediet:Europees Ruimteagentschap

Voor de eerste keer, een ESA deep space-antenne heeft commando's verzonden naar twee ESA-ruimtevaartuigen, tegelijkertijd, op de Rode Planeet.

Laat op donderdag 30 januari, de 35 meter lange New Norcia-schotel in West-Australië 'sprak' met Mars Express en de ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO).

Praten met twee stemmen op twee verschillende frequenties zorgde ervoor dat de verzonden signalen elkaar niet stoorden.

De succesvolle test is een belangrijke stap in het vergroten van de flexibiliteit van ESA's Estrack-antennesnetwerk over de hele wereld, vinden, controle, of ontvang gegevens van missies in de ruimte.

Deep space-gesprekken

De overgrote meerderheid van de gesprekken tussen de aarde en de ruimte hebben betrekking op één antenne op de grond, één ruimtevaartuig in een baan om de aarde of in het zonnestelsel, en signalen op een bepaalde frequentie die tussen de twee gaat.

In gevallen waarin meerdere ruimtevaartuigen zich in een deel van de lucht bevinden (allemaal in een baan rond Mars bijvoorbeeld), het is mogelijk voor een antenne om al deze ruimtevaartuigen tegelijk te zien.

Aangezien ESA-grondstations vier ontvangers hebben, ze kunnen in principe gegevens van maximaal vier ruimtevaartuigen tegelijk ontvangen.

Deze techniek, genaamd "Meerdere ruimtevaartuigen per diafragma, " of MSPA, wordt routinematig gebruikt door ESA's Estrack en NASA's Deep Space-netwerken.

Krediet:A. Cardesín/ESA

Echter, MSPA werkt maar op één manier. Hoewel het het grondstation in staat stelt gegevens van meerdere ruimtevaartuigen te ontvangen, het kan maar met één tegelijk praten.

Dat is, tot nu.

Estrack wordt spraakzaam

Grondstations zijn gebouwd met twee zenders, apparaten die worden gebruikt om elektromagnetische golven (licht) op te wekken en uit te zenden die berichten of signalen dragen. Normaal gesproken, stations verzenden signalen met slechts één zender tegelijk, en de andere is er als back-up voor het geval de eerste kapot gaat.

De recente test met het New Norcia grondstation, de eerste in zijn soort, zag de diepe schotel beide zenders tegelijkertijd gebruiken om Mars Express en ExoMars TGO te besturen.

Normaal gesproken, deze twee Mars-orbiters ontvangen hun commandosignalen in zeer vergelijkbare frequenties, bekend als de "X-band, " tussen 8-12 GHz, maar vanaf verschillende stations of met één station op verschillende tijdstippen.

Echter, Mars Express kan ook signalen ontvangen in de "S-band, " met een frequentie van ongeveer 2,8 GHz, die tot nu toe is bewaard voor noodgevallen.

De perfecte afstemming van evenementen; twee ruimtevaartuigen dicht in de lucht, in staat om telemetriesignalen op verschillende golflengten te ontvangen, en een diep ruimtestation dat beide telecommandsignalen tegelijk kan verzenden, maakte het mogelijk om MSPA te combineren met "Multiple Uplink per Aperture" (MUPA), eerst in een ESA.

Kaart met locaties van ESA-trackingstations (Estrack) vanaf 2017. Let op:deze kaart is slechts een weergave en niet alle locaties worden met volledige nauwkeurigheid weergegeven. Blauw geeft de kernstations van ESA aan die worden geëxploiteerd door het Estrack Network Operations Center (NOC) in het European Space Operations Center (ESOC) van ESA, Darmstadt, Duitsland. Oranje geeft Augmented Estrack-stations aan, commercieel ingekocht en namens ESA geëxploiteerd door commerciële entiteiten. Groen geeft Coöperatieve Estrack-stations aan die eigendom zijn van en worden beheerd door externe instanties, maar regelmatig op uitwisselingsbasis diensten verlenen aan ESA-missies. Het ESA-volgstation in Perth, Australië, werd in december 2015 buiten dienst gesteld. De ESA-stations in Villafranca en Maspalomas, Spanje, werden in 2017 overgedragen aan de industrie. Credit:European Space Agency

Waarom nu?

historisch, het is niet nodig geweest om één gerecht te gebruiken om meerdere gelijktijdige missies te leiden, omdat er niet zoveel vraag was naar de antennes.

Echter, ESA's wereldwijde netwerk van antennes, estrack, draait op maximale capaciteit, wat betekent dat de antennes niet volledig aan de behoeften van alle missies kunnen voldoen totdat de netwerkcapaciteit is vergroot.

Deep space-missies hebben het extra probleem dat ze grote antennes nodig hebben, waarvan er (voorlopig) slechts drie in het netwerk zitten, gevestigd in Australië, Argentinië en Malargüe.

Voor vele jaren, Mars Express was een van de slechts drie ruimtevaartuigen in een baan om Mars. Nutsvoorzieningen, de Rode Planeet heeft zeven van dergelijke orbiters, geëxploiteerd door verschillende ruimteagentschappen, met meer onderweg.

Het controlecentrum van ESA heeft een team dat ervoor zorgt dat alle missies voldoende tijd krijgen voor het grondstation. Door nieuwe manieren uit te werken om grondstations te delen, we geven meer gebruikers toegang tot de huidige bronnen terwijl er nieuwe antennes worden gebouwd.