Quelle: ESA 20. September 2022.

20. September 2022 – Der angepeilte Asteroid Dimorphos stellt keine Bedrohung für die Erde dar, und keine Sorge – der kinetische Aufprall von DART kann den Asteroiden nicht auf eine erdnahe Bahn bringen. Mit diesem Experiment soll die Umlaufbahn des Asteroiden leicht verändert werden, damit die Wissenschaftler*innen mehr über die Ablenkungsmöglichkeiten erfahren, falls ein gefährlicher Asteroid entdeckt wird.

Verfolgen Sie den Einschlag live, während die Daten von DART an Bodenstationen auf der ganzen Welt, einschließlich der ESA-Station New Norcia in Australien, übertragen werden. Das NASA-Programm beginnt um Mitternacht MESZ und wird auf ESA Web TV mit Beiträgen des Hera-Missionsteams der ESA ausgestrahlt. Verfolgen Sie die Updates der ESA Mission Control, zu der Estrack und das Space Safety Programm gehören, über @esaoperations auf Twitter.

Ein Einschlag auf einem Asteroiden, bevor ein Asteroid auf uns trifft
Der Double Asteroid Redirection Test (DART) der NASA saust derzeit durch den Weltraum zu einem Paar von durch Schwerkraft gebundenen Asteroiden in einer Umlaufbahn um die Sonne. Das binäre Asteroidensystem ist unter dem Namen Didymos bekannt, und der kleinere „Minimond“ des Paares, Dimorphos, wird der erste Asteroid im Sonnensystem sein, der zum Ziel eines vom Menschen gebauten „kinetischen Impaktors“ wird.

Nach dem Einschlag fliegt die ESA-Mission Hera zu dem getroffenen Felsen, um eine gründliche Analyse des entstandenen Kraters, der Masse des Asteroiden und vieles mehr vorzunehmen und aus diesem großartigen Experiment eine verständliche und wiederholbare Technik zur Planetenverteidigung zu schaffen.

Allerdings hängt all dies davon ab, ob DART sein Ziel trifft. Das Raumfahrzeug wird mit einer Geschwindigkeit von 22.000 km/h durch den Weltraum rasen und sich in einer Entfernung von 11 Millionen Kilometern von der Erde einem beweglichen Objekt nähern, das etwa so groß ist wie die Cheops-Pyramide – alles andere als eine leichte Aufgabe also.

DART wird sogar erst in der letzten Stunde vor dem Einschlag in der Lage sein, Dimorphos von dem größeren zentralen Asteroiden zu unterscheiden, wobei es mithilfe seines hochentwickelten bordeigenen Leit-, Navigations- und Kontrollsystems selbstständig zu seinem unbekannten Ziel manövriert.

Estrack, das Netzwerk der ESA zur Kommunikation mit Satelliten, unterstützt die NASA in den Wochen vor dem Einschlag, indem es DART verfolgt, Daten über seinen Status, seinen Standort und seine Geschwindigkeit liefert – insbesondere während der letzten 12 Stunden, in denen ein Live-Stream von Bildern auf die Erde gesendet wird. Diese können von unzähligen Personen weltweit „live“ verfolgt werden, um eine permanente Überwachung zu gewährleisten.

Riesige Antennen sorgen für eine ultrapräzise Navigation
Die 35 Meter große Deep Space-Antenne der ESA in Malargüe, Argentinien, liefert seit Mai ultrapräzise Messungen der Position von DART und ist in den Monaten vor dem Einschlag regelmäßig für die Mission im Einsatz.

Gemeinsam mit den NASA-Antennen in Canberra, Australien, und Goldstone in Kalifornien bildet die Station ein geografisches Dreieck auf der Erde. Durch die gleichzeitige Verfolgung von DART von jedem Standort aus lassen sich seine Position, Richtung und Geschwindigkeit äußerst präzise bestimmen. Diese Methode der Verfolgung ist als Delta-DOR (Delta – Differential One-Way Range) bekannt.

Die Weltraumantenne der ESA in Australien hat ebenfalls monatlich Statusberichte von DART empfangen. Diese Berichte werden vom Raumfahrzeug per Downlink zur Erde gesendet und enthalten Details über den Status, den Standort und alle empfangenen Befehle – wichtige Informationen für die Mission Control der NASA.

In den letzten zehn Tagen vor dem Einschlag hat sich die Überwachung noch weiter intensiviert, da das Estrack-Netzwerk der ESA die Lücken im Deep Space Network der NASA durch tägliche Kontakte mit dem Raumfahrzeug schließt. Diese „Überflüge“, d. h. der Zeitraum, in dem das Raumfahrzeug sichtbar ist und mit der Antenne am Boden kommuniziert, dauern jeden Tag etwa eine Stunde, solange bis DART die letzte Phase seiner Mission beginnt.

Volltreffer: Der erste Non-Fiction „Film“ über die Ablenkung eines Asteroiden wird live übertragen
In den letzten Stunden seines Lebens wird DART ständig Bilder zur Erde senden, die zeigen, wie sich das Ziel von einer verschwommenen Masse zu einem kleinen Asteroiden wandelt und dramatisch näher kommt und größer wird, bis zum… Volltreffer! Dies wird der erste Non-Fiction Film sein, der einen tatsächlichen Einschlag auf einem Asteroiden zeigt, und es ist wichtig, dass alle Szenen bei uns ankommen.

„Für den Erfolg der Mission ist es entscheidend, dass es während der Endphase von DART keine Lücken in der Übertragung gibt. Daher werden Antennen auf der ganzen Welt zusammenarbeiten, sich gegenseitig unterstützen und alle Lücken im Deep Space Network der NASA schließen – wir dürfen die Verbindung zu DART nicht für einen Moment verlieren“, erklärt Daniel Firre, DART Serviceleiter der ESA.

Die ESA-Station New Norcia in Australien wird während dieser letzten Phase, die 12 Stunden vor dem Einschlag beginnt und bis einige Stunden danach andauert, kontinuierlich aktualisierte Daten und Bilder der Mission liefern. Die Daten von DART werden 11 Millionen Kilometer zurückgelegt haben, bevor sie bei der 35-Meter-Schüssel in Australien ankommen – und das alles in etwa einer halben Minute.

„Unsere riesige Schüssel in Australien wird mit DART in Verbindung stehen, während es auf Dimorphos einschlägt. In den letzten Minuten werden Daten vom DRACO-Instrument an Bord eingespeist. Diese Daten werden von den Wissenschaftler*innen verwendet, um die Masse des Asteroiden, die Art der Oberfläche und den Einschlagsort abzuschätzen“, erklärt Suzie Jackson, New Norcia Station Manager.

„Die Daten von DART werden außerdem in der Mission Control der NASA zur Anpassung von Missionsparametern verwendet, und es ist wirklich wichtig, dass die Informationen so zeitnah wie möglich ankommen.“

Italienischer Cubesat wird Zeuge des Einschlags sein
Was DART uns nicht zeigen kann, ist das visuelle Ergebnis des Einschlags auf dem Asteroiden. Das Raumfahrzeug wird nach Beendigung seiner Arbeit zerstört und die Kommunikation zur Erde wird beendet. Spannend ist auch, dass ein schuhkartongroßer CubeSat der italienischen Raumfahrtagentur (ASI) mit DART unterwegs sein wird.

Der 14 kg schwere LICIACube wird sich fünfzehn Tage vor dem Aufprall von DART trennen, um Bilder vom Einschlag und der daraus resultierenden Wolke aus ausgeworfener Materie aufzunehmen.

Näher an Hera
Um den Einschlag von DART vollständig nachvollziehen zu können, wird die ESA-Mission Hera, sobald sich der Staub gelegt hat, im Jahr 2024 starten und zwei Jahre später im Asteroidensystem Didymos ankommen, um eine hochauflösende visuelle, laser- und funkwissenschaftliche Kartierung des Asteroidenmondes durchzuführen und die Folgen des Einschlags zu untersuchen.

Nachdem Hera gestartet ist, das Didymos-Paar erreicht hat und seine Daten nach Hause sendet, also somit diesen beeindruckenden ersten Test der Planetenverteidigung vollendet, wird das Estrack-Netzwerk der ESA wie immer diese entscheidenden Weltraumdaten zurück zur Erde bringen.

Der Einschlag von DART in den Asteroiden Dimorphos wird ab Mittelnacht am 27.9 live auf NASA TV und auf der NASA-Website übertragen. Die Öffentlichkeit kann auch über die Social-Media-Konten der NASA auf Facebook, Twitter und YouTube live dabei sein.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• DART auf Falcon 9 (B1063.3) von Vandenberg

Der Beitrag ESA-Weltraumnetzwerk verfolgt DART-Asteroideneinschlag erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: ESA.

Die Bodenstationen der ESA helfen uns dabei, einige der größten wissenschaftlichen Fragen zu beantworten. Sie senden Anweisungen an Raumfahrzeuge im Sonnensystem und erhalten die von diesen gesammelten Daten über einen Rückkanal.

Die Anforderungen der Stationen an die Rückkanal-Kapazität sind höher als jemals zuvor. In den nächsten Jahren bereitet sich die Agentur darauf vor, ein neues Raumfahrzeug noch tiefer in unser Sonnensystem zu senden und Missionen von noch mehr Partner-Raumfahrtagenturen zu unterstützen.

Wie sehen die Erweiterungen aus?
Um die Rückkanal-Kapazität zu erhöhen, müssen entweder neue Antennen aufgebaut oder die Leistung der bestehenden verbessert werden. Die ESA macht beides.

Während in Australien eine neue und dringend benötigte Weltraumantenne aufgebaut wird, ist es ebenso wichtig – und wirtschaftlich -, so viel Leistung wie möglich aus den vorhandenen Satellitenschüsseln zu ziehen. Eine Reihe von Erweiterungen im Netzwerk der ESA-Bodenstationen macht genau das:

• Das Antennenhorn – die Technik, die die physikalische Antenne mit dem elektronischen Sender und Empfänger verbindet – wird bei den drei 35 Meter-Weltraumantennen der ESA auf nur 10 Grad über dem absoluten Nullpunkt gekühlt (etwa -263 °C).
• Die aktuellen Erweiterungen werden die Datenmenge, die vom Raumfahrzeug übermittelt werden können, um 40 % erhöhen. So können beispielsweise vom Solar Orbiter in einem Kommunikationsfenster mehr hochauflösende Bilder der Sonne empfangen werden.
• Zukünftige Erweiterungen in höheren Frequenzbändern bedeuten einen Anstieg von 80 % der Daten, die heruntergeladen werden können – das ist fast das Doppelte der Weltraumdaten, die Darmstadt erreichen!
• Diese clevere Technik erhöht auch die Empfindlichkeit der ESA-Weltraumantennen und erweitert ihre Reichweite, um zukünftige ESA-Missionen zu unterstützen, die sich sogar bis zum Uranus und Neptun wagen.

„Mit diesen Erweiterungen verschiebt die ESA die Grenzen des technisch Möglichen und ermöglicht es Wissenschaftlern, neue Welten zu erkunden und einzigartige Datenmengen zu sammeln“, sagt Stéphane Halté, Ingenieur auf der ESA-Bodenstation und gemeinsam mit Filippo Concaro zuständig für das Projekt.

„Die Erweiterungen kommen genau zur richtigen Zeit“, sagt Andrea Accomazzo, Leiter der Solarsystem- und Erkundungsmissionen im Weltraum-Kontrollzentrum der ESA in Darmstadt. „Sie bieten uns die Leistung, die wir brauchen, um den höheren Bedarf unseres Bodenstations-Netzwerks zu decken und weiterhin höchste Standards beim Datenrücklauf für immer mehr Wissenschaftler zu erfüllen.“

Die Details:

• Die Einbindung der neuen kryo-gekühlten Antennenhörner wurde im Mai 2021 in der Cebreros-Station der ESA in Spanien fertiggestellt.
• Die Erweiterung bei Cebreros verbessert die Rate, mit der Daten in X-Band-Frequenzen verarbeitet werden können, um 40 %.
• Die ESA-Station Malargüe erhält 2022 dasselbe X-Band-Antennenhorn neben einem neuen kryo-gekühlten ‚Ka-Band‘-Horn, bei der die Erhöhung der Datenrate sage und schreibe 80 % betragen wird. Dies wird bestehenden Missionen wie BepiColombo und zukünftigen wie Juice erheblich zugute kommen. Die Antennen in New Norcia erhalten die Erweiterung zu einem späteren Zeitpunkt.
• Das Kühlen der Antennenhorn-Elektronik minimiert die Auswirkungen des ‚thermischen Rauschens‘ und ermöglicht das Empfangen auch schwächerer Signale. Unter 10 K schränken Verunreinigungen in den für die Elektronik verwendeten Metallen die Vorteile einer weiteren Kühlung ein.
• Die kryo-gekühlten Antennenhörner werden vom französischen Unternehmen Callisto Space hergestellt, das während der 5-jährigen Entwicklung der Technologie Finanzmittel von der ESA erhalten hat. Das kanadische Unternehmen Calian leitet die Einbindung der neuen Technologie in die Antennen.
• Die Technologie wurde 2019 in der Testanlage für Hochleistungssender der NASA in Goldstone, Kalifornien, getestet, bei einer Leistungsabgabe von 30 Kilowatt. Das entspricht in etwa der Leistungsabgabe von 30.000 Mobiltelefonen, die gleichzeitig in Betrieb sind.
• Es wurde gemeinsam mit Universitätspartnern (Technische Hochschule Chalmers und ETH Zürich) eine spezielle Halbleitertechnologie mit besonders geringem Rauschen entwickelt, um das ultimative Rauschverhalten zu erreichen. Dieselbe Technologie wird heute für die Entwicklung von Quantencomputern verwendet. Dies ist ein Beispiel dafür, wie die ESA-Technologie die gesamte wissenschaftliche Gemeinschaft und die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Unternehmen unterstützen kann.

Weniger kühle Erweiterungen des Estrack-Netzwerks
Nicht ganz so cool, aber ebenso notwendig sind die verschiedenen leistungsverbessernden Erweiterungen, die die kleineren ESA-Satellitenschüsseln in Französisch Guayana und Schweden erhalten und die das gesamte Estrack-Netzwerk für die zukünftigen Pläne der ESA im Weltraum vorbereiten.

Im europäischen Weltraumbahnhof Kourou, Französisch Guayana, wird die 15 Meter-Antenne der ESA mit neuen ‚TTCP-Modems‘ ergänzt, die maximale Datenraten zur Vorbereitung auf zukünftige Missionen im Bereich Mond, Erde und ‚No-Name‘-Weltraumwetter ermöglichen.

In Kiruna, Schweden, findet eine Weiterentwicklung am grundlegenden ‚Überwachungs- und Kontrollsystem‘ bei zwei ESA-Antennen statt, zudem wird ein Ersatz-Antennenhorn eingebaut, die 13 Meter-Satellitenschüssel ‚Kiruna 2‘ wird instand gesetzt, und es werden verschiedene Verbesserungen an Kiruna-1 vorgenommen.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• ESA

Der Beitrag ESA: Kühltechnik, die Weltraumdaten nahezu verdoppelt erschien zuerst auf Raumfahrer.net.