"Großes Ohr" des ESOC ist im Aufbau

Die Deep Space Ground Station der ESA im Aufbau
Die Deep Space Ground Station im Aufbau
10 August 2001

Das anspruchsvolle Wissenschaftsprogramm der ESA wird in den nächsten Jahren auch mit interplanetaren Missionen, wie z.B. der Kometensonde Rosetta, weitergeführt. Für den Betrieb der Sonden ist eine leistungsfähige Antenne auf der Erde notwendig. Deshalb errichtet die Europäische Raumfahrtagentur in Australien gerade ihre Deep Space Ground Station mit einer 35 Meter großen Sende- und Empfangsantenne.

Höchste Präzision ist gefragt

Interplanetare Raumflugkörper entfernen sich auf ihren oft recht komplizierten Flugbahnen mehrere hundert Millionen Kilometer von der Erde. Gleichzeitig ist die Größe eines derartigen High-Tech-Gerätes aus technischen und Kostengründen sehr begrenzt, so daß die Sende- und Empfangseinrichtungen an Bord nur Signale geringer Leistung in den Weltraum Richtung Erde schicken können. Deshalb ist der Aufwand auf der irdischen Seite um so größer. Zunächst sind riesige Antennen das äußere Kennzeichen einer Bodenstation für derartige Missionen, um die kaum wahrnehmbaren Signale aus dem allgemeinen kosmischen Rauschen überhaupt herauspicken zu können. Damit ist es aber noch nicht getan. Besonders rauscharme Empfangssysteme verstärken das Signal und setzen es für die weitere Verarbeitung auf eine andere Trägerfrequenz um. Zur Unterdrückung des Eigenrauschens müssen sie gekühlt werden.

Damit Daten auch über längere Zeit gesendet und empfangen werden können, ist bei der Bewegung der Antenne besonders hohe Präzision gefragt. Der Fehler bei der Nachführung, in Fachkreisen als Tracking Error bekannt, darf in Abhängigkeit von der Sendefrequenz nur wenige Tausendstel bis Hundertstel Grad betragen und bei der Fertigung der Antenne sind trotz der gewaltigen Abmessungen Genauigkeiten im Millimeterbereich erforderlich.

SMART, Rosetta und Mars Express - die ersten Kunden

Rosetta und der Lander auf Wirtanen
Rosetta über und sein Lander auf Wirtanen

Voraussichtlich Ende 2002 beginnt die ESA mit dem Start einer Reihe interplanetarer Sonden zur Erforschung des Mondes (SMART), von Kometen und Asteroiden (Rosetta) und des Mars (Mars Express). Sie werden die ersten "Kunden" sein, welche die gerade im Bau befindliche Deep Space Ground Station in Australien nutzen. Vor allem die Kometensonde Rosetta stellt eine Herausforderung dar, denn sie wird sich bis auf 900 Millionen Kilometer von der Erde entfernen, um 2011 ihr Reiseziel, den Kometen Wirtanen, zu treffen. Ein Lander soll dann auf der Oberfläche des Himmelskörpers abgesetzt werden. Die wertvollen Daten der Instrumente an Bord des Landers müssen anschließend von der australischen Bodenstation eingefangen werden. Die Deep Space Antenna (DSA) dient sowohl der Datenübertragung von der Sonde als auch zum Senden von Kommandos im S- und X-Band. Die Auswertung der Signale wird auch zur Bestimmung der Orbitparameter der Raumsonden genutzt.

Baustelle New Norcia

Aber noch ist es nicht soweit. Derzeit haben Ingenieure der ESA und Mitarbeiter verschiedener Firmen alle Hände voll zu tun, die Station auf australischem Boden zu errichten, denn schließlich soll im April 2002 die Abnahme erfolgen. New Norcia liegt etwa anderthalb Autostunden nördlich von Perth an der Westküste Australiens. Bei Perth betreibt die ESA bereits eine Bodenstation, die u.a. für die XMM-Mission genutzt wird.

Wenn alle Arbeiten abgeschlossen sind, ragt der gewaltige Parabolspiegel mit 35 Metern Durchmesser und 120 Tonnen Gewicht über 40 Meter hoch in den Himmel, das entspricht einem mehrstöckigen Haus. Die gesamte Antenne wiegt sogar 630 Tonnen. Davon sind 580 Tonnen beim Drehen des Spiegels millimetergenau zu bewegen. Schon kann der Besucher das endgültige Aussehen der Station erahnen. Der mächtige Drehfuß ist fertig montiert und die Struktur des Parabolspiegels liegt ebenfalls fertig zusammengebaut neben dem Fuß. In den nächsten Tagen wird sie von zwei Kränen auf die Fußstruktur gehievt. Anschließend müssen die Paneele des Reflektors eingesetzt und mechanisch genauestens einjustiert werden. Nach der Montage des Hochfrequenzteils erfolgt die Endprüfung des gesamten Systems.

Die betriebsbereite Antennenanlage wird an das European Space Operations Centre (ESOC) in Darmstadt übergeben. Das ESOC ist für den Betrieb aller wissenschaftlichen Missionen der ESA zuständig. Dazu verfügt es über ein Netzwerk verschiedener Bodenstationen in der ganzen Welt. Die Deep Space Ground Station in New Norcia wird das Netz erweitern und das Prunkstück der ESOC-Bodenstationen sein.

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