DSA 3: ESA stellt große Bahnverfolgungsstation fertig

Eine der weltweit fortschrittlichsten Bahnverfolgungsstationen befindet sich in Argentinien. Die Einrichtung der Europäischen Raumfahrtorganisation (ESA) wird es ermöglichen, mit Raumfahrzeugen zu kommunizieren, die hunderte Millionen Kilometer entfernt in den Weiten unseres Sonnensystems unterwegs sind.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: ESA.

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Landschaft bei Malargüe
(Bild: ESA)

Die riesige Antennenanlage, kurz DSA 3 für Deep Space Antenna 3 genannt, ist Herzstück der Station in der Nähe der Stadt Malargüe in der argentinischen Provinz Mendoza und befindet sich rund 1.000 Kilometer westlich von Buenos Aires.

Zusammen mit den ESA-Bahnverfolgungsstationen in Australien und Spanien wird es das ESA-Netz zur Bahnverfolgung durch seine dann globale Abdeckung künftig erlauben, permanent Kontakt mit europäischen Tiefraummissionen zu halten.

Auch via DSA 3 mit ihrer rund 600 Tonnen schweren Antennenschüssel wird man Kommandos senden, Daten empfangen und radiometrische Messungen durchführen können und dabei Raumfahrzeuge wie BepiColombo, Gaia, ExoMars, Herschel, Juice, Mars Express, Planck, Rosetta, Solar Orbiter und Venus Express adressieren.

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DSA 3 erhält 35-Meter-Antennenschüssel
(Bild: ESA)

Die Arbeiten am Bau der Station sind im wesentlichen abgeschlossen und vor Ort tätige Arbeitsgruppen bereiten die Übergabe des Objekts mit einer offiziellen Einweihung Ende 2012 an die ESA vor. Die Aufnahme des Regelbetriebs von DSA 3 ist für Anfang 2013 vorgesehen.

Im Rahmen von Tests wurden erste Signale von einem weiter von der Erde entfernten Raumfahrzeug im Juni 2012 empfangen. Informationen von Mars Express erreichten die Station, nachdem sie eine Entfernung von rund 193 Millionen Kilometern zurückgelegt hatten, und erlaubten den Nachweis, dass die Station in der Lage sein wird, ihren Aufgaben nachzukommen.

Zwischenzeitlich erwies sich, dass es DSA 3 möglich ist, die jeweils erforderliche Ausrichtung der Antenne auf ein bestimmtes Raumfahrzeug sehr zügig durchzuführen und anschließend einen exakten Signalempfang vorzunehmen. Für verschiedene Raumfahrzeuge der ESA und der US-amerikanischen Raumfahrtagentur NASA hat man dies mehrfach exemplarisch durchexerzieren können und erzielte dabei bessere Ergebnisse als erwartet.

Die hervorragenden Leistungsdaten führt man auf den Einsatz fortschrittlicher Verstärker mit sehr geringen Betriebstemperaturen und den in klarer Luft gelegenen Standort auf rund 1.500 Metern über dem Meer zurück.

DSA 3 wird sich künftig wie DSA 1 in New Norcia im Westen Australiens und DSA 2 im spanischen Cebreros von Ingenieuren des Europäischen Raumfahrtkontrollzentrums (ESOC) in Darmstadt fernsteuern lassen.

Alle drei Stationen besitzen Antennen mit einem Durchmesser von jeweils 35 Metern und besonders rauscharme Verstärkeranlagen, die kryogenisch gekühlt werden, um auch den Empfang von extrem schwachen Signalen zu ermöglichen. Beim Senden von Kommandos zu im Sonnensystem aktiven Raumfahrzeugen können alle drei Stationen mit Leistungen von bis zu 20 Kilowatt arbeiten.

Die Stationen der ESA werden auch eingesetzt, um Missionen von Raumfahrzeugen der Partnerorganisationen wie der NASA und der japanischen JAXA zu unterstützen, so wie letztere es mit eigenen Stationen für europäische Missionen getan haben. Es ist das Ziel aller Beteiligten, so viele wissenschaftliche Daten wie möglich empfangen zu können, weshalb man sich gerne gegenseitig hilft.

ESA/S. Marti
DSA 3 bei Nacht
(Bild: ESA/S. Marti)

Mittels eines delta-DOR für delta – Differential One-Way Ranging genannten Verfahrens können die europäischen Stationen die Position von im Sonnensystem unterwegs befindlichen Raumfahrzeugen mit sehr hoher Genauigkeit bestimmen und so einen Beitrag für eine möglichst exakte Navigation liefern. Dabei macht man sich quasi-stellare Radioquellen, die sehr aktiven Zentren weit entfernter Galaxien, als Bezugspunkte zur Kalibrierung zu Nutze. Die erreichte Genauigkeit liegt im Bereich einiger Meter.

Neben der Bestimmung der Postionen eines Raumfahrzeuges sowie dem Empfang von Daten und dem Senden von Kommandos, also der Kommunikation mit Raumfahrzeugen, haben die Stationen selbst zusätzliche wissenschaftliche Aufträge. Eine entsprechende Ausrüstung ermöglicht beispielsweise die Untersuchung des Einflusses der Atmosphäre von Planeten auf sie durchdringende Radiowellen. Man hofft beispielsweise, aufschlussreiche Informationen über die Zusammensetzung der Atmosphäre der Planeten von Mars und Venus und der Sonne zu gewinnen.

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