ESA komplettiert European Deep Space Network

Die ESA nimmt am heutigen Dienstag in Argentinien eine Antenne mit 35 Metern Durchmesser in Betrieb und komplettiert damit das eigene European Deep Space Network (EDSN). Das Netzwerk, zu dem noch eine Antenne in Westaustralien (bei New Norcia) und Spanien (westlich von Madrid) gehören, ermöglicht nun eine ständige Verbindung zu den am weitesten entfernten Raumsonden. Die Antennen können außerdem dazu genutzt werden, deren genauen Bahnverlauf zu berechnen, wofür zur gleichen Zeit zwei Standorte auf der Erde nötig sind.

Gegenüber heise online erläuterte Udo Kugel von der ESA, wie zufrieden die Behörde mit den ersten Probeläufen der Antenne in Malargüe ist. Demnach funktioniert sie besser, als es die Spezifikationen haben erwarten lassen. Über das vervollständigte Netzwerk kann die ESA nun nicht nur unabhängig von der Position der Erde Kontakt zu den eigenen Sonden aufnehmen, sondern das dank deren großer Entfernung auch schon einmal mehrere Stunden lang. Erdnahe Satelliten, die nicht geostationär im Orbit verharren, haben dagegen jeweils nur wenige Minuten Kontakt zu einer Antenne.

Interplanetarische ESA-Missionen die von der Fertigstellung profitieren, sind beispielsweise Mars Express im Orbit des Roten Planeten, Venus Express und Rosetta. Im Herbst 2015 soll darüber hinaus BepiColombo starten, eine Sonde, die mit Merkur den sonnennächsten Planeten untersuchen soll. Aber auch die Kommunikation mit Sonden an den Lagrange-Punkten, wie beispielsweise Herschel oder Planck, erfolgt über das EDSN.

Rosetta mit dem Lander Philae ist die gegenwärtig am weitesten entfernte ESA-Sonde. Sie befindet sich auf dem Weg zu dem Kometen 67P/Tschurjumow-Gerasimenko, den sie 2014 erreichen soll. Planmäßig soll die Sonde in eine Umlaufbahn einschwenken, während Philae auf dem Kometen aufsetzen und die Oberfläche untersuchen soll. Rosetta wird schließlich 900 Millionen Kilometer von der Erde entfernt sein. Signale sendet die Sonde von dort mit einer Sendeleistung von 28 Watt, für deren Empfang die Antennen des European Deep Space Network notwendig sind.

Um zu verdeutlichen, wie schwach die Signale sind, die die großen ESA-Antennen empfangen, stellt die ESA in einer Mitteilung (PDF-Datei) zur Inbetriebnahme einen Vergleich auf. Demnach war das Signal des Mars Science Laboratory der NASA, dass die ESA Anfang August über die Antenne in New Norcia empfangen hat, 0,0000000003162 mW (Milliwatt) schwach. Ein typisches UMTS-Smartphone sende dagegen mit 125 mW, also 395 Milliarden Mal stärker. Der Antennengewinn liegt bei Empfangsfrequenzen von 8,4 GHz (X-Band) in der Größenordnung von 68 dB, bei 31,8 GHz (Ka-Band) um die 78 dB. Extrem rauscharme Empfangsverstärker, die auf -258 Grad Celsius gekühlt werden, sorgen dafür, dass die Empfangssignale nicht im Rauschen verloren gehen.

Diese Antenne ergänzt außerdem das Netzwerk ESTRACK, mit dem die europäische Raumfahrtbehörde ESA Kontakt zu all ihren Satelliten und Raumsonden herstellt. Fünf Stationen liegen in Europa, zwei in Australien, zwei in Südamerika und eine vor der nordafrikanischen Küste. Darüber hinaus hat die ESA Verträge mit den Betreibern von Stationen in Norwegen, Hawaii, Chile und Australien, die das Netzwerk ergänzen. Ebenfalls genutzt werden können Anlagen der italienischen Raumfahrtbehörde ASI, des deutschen DLR, des CNES aus Frankreich, der NASA und der japanischen JAXA.

Bevor die ersten Parabolantennen mit 35 Meter Durchmesser in Australien (2003) und Spanien (2005) in Betrieb genommen wurde, war die ESA beispielsweise für Giotto, ihre erste interplanetarische Mission, auf Antennen des Deep Space Network der NASA angewiesen. Giotto war 1985 gestartet worden und untersuchte dann bei zwei Vorbeiflügen aus wenigen hundert Kilometern Entfernung den Halleyschen Kometen und den Kometen Grigg-Skjellerup. (mho)