Les stations sol de l’ESA apportent leur soutien aux missions lunaires
Les stations sol servent à communiquer avec des véhicules spatiaux à travers le Système solaire; elles apportent un soutien à l’ESA, à ses partenaires internationaux et à l’industrie européenne et sont un élément important des plans ambitieux de l’Agence en matière d’exploration lunaire.
Le réseau Estrack de l’ESA est un réseau de stations sol réparties sur tout le globe; il permet les communications entre les véhicules spatiaux et l’ESOC, le Centre de contrôle de l’ESA situé à Darmstadt en Allemagne.
Les contrôleurs de mission utilisent ces grandes antennes pour contrôler à distance les véhicules spatiaux et recevoir les données que ceux-ci envoient, que ce soit depuis l’orbite terrestre, en chemin vers la Lune ou le Soleil, ou depuis plus loin dans le Système solaire.
Le réseau ESTRACK, un outil à la disposition des partenaires de l’ESA
« A chaque fois que l’une de nos stations apporte son soutien à une mission, cela accroit notre expérience et nos connaissances, » explique Gerhard Billig, responsable du soutien de l’Agence à la mission Chang’e-5. « Tout ce que nous apprenons nous rend plus compétents pour les futures missions de l’ESA et de ses partenaires. »
En cette fin 2020, le réseau Estrack apporte un soutien en termes de communications à Chang’e-5, la mission lunaire chinoise de retour d’échantillons. Ce sera la première fois depuis 44 ans que des échantillons lunaires sont rapportés sur Terre; l’ESA est chargée de suivre la sonde pendant deux des phases les plus critiques de la mission, et se tient prête à prendre la relève des stations sol chinoises si cela s’avérait nécessaire.
La station Diane de Kourou, en Guyane, a suivi Chang’e-5 pendant plusieurs heures peu après son décollage le 23 novembre. Elle a permis à l’équipe de contrôle de mission chinoise, située au Centre de contrôle et de commandement aérospatial de Pékin, d’acquérir des données du véhicule et de confirmer l’état de la mission et son orbite.
Autour du 16 décembre, alors que la sonde reviendra sur Terre, l’ESA captera les signaux émis par celle-ci au moyen de la station de Maspalomas, exploitée par l’Institut national espagnol de technique aérospatiale (INTA).
Ces données aideront à confirmer la trajectoire du véhicule pendant les heures critiques qui précéderont sa rentrée dans l’atmosphère terrestre. Savoir exactement où, quand et comment le véhicule pénètre dans l’atmosphère est évidemment crucial pour déterminer où sur Terre se posera la précieuse cargaison d’échantillons lunaires.
La station Diane de Kourou, un partenaire de choix pour les missions lunaires
« La station de Kourou pourrait bientôt devenir très connue pour son soutien aux missions lunaires, » explique Pier Bargellini, responsable des opérations des installations sol à l’ESA.
« L’antenne de 15m de diamètre de la station de Kourou est équipée de technologies de pointe développées en Europe, et sa position proche de l’équateur la rend très adaptée au suivi des missions lunaires. Elle est conçue pour fournir des services haute performance aux missions de l’ESA et de ses partenaires, et nous continuons à l’améliorer en vue de futures missions lunaires. »
Le nombre, la portée et la complexité des missions lunaires va augmenter au cours des prochaines années. En conséquence, l’ESA améliore actuellement ses stations sols en les équipant des technologies et des systèmes les plus récents afin de garantir fiabilité et sécurité, tout particulièrement lors des futures missions de vols habités.
Supporting future lunar missions
The number, scope and complexity of lunar missions will only increase in the coming years. Ground stations must be up-to-date with the latest technologies and systems in order to ensure reliability and safety, particularly for missions involving human spaceflight. ESA is upgrading its ground stations to meet these evolving demands.
“Kourou station may soon become well known for supporting lunar missions,” says Pier Bargellini, responsible for ground facility operations at ESA.
“The 15m antenna at Kourou uses state-of-the-art technology developed in Europe and its location near the equator makes it well-suited for tracking lunar missions. It is designed to provide high-performance services to ESA and partner missions and we are continuing to upgrade it in view of the upcoming lunar missions. It is completely unique for an antenna of its size.”
Supporting commercial activity at the Moon
To send lunar data back to Earth, you need high-performance ground stations, and constructing new stations is very expensive.
Right now, companies and start-ups planning to fly orbiters or landers to the Moon plan to use existing networks operated by space agencies such as ESA to communicate with their spacecraft after they leave Earth.
However, commercial operators – some with assistance from ESA – will also soon establish themselves as an option for lunar communications.
For example, ESA has partnered with Surrey Satellite Technology Limited for the development of Lunar Pathfinder, a commercial lunar orbiter that will communicate with spacecraft or landers at the Moon and relay their data back to ground stations on Earth. These stations will include ESA’s own network, which will complement new commercial deep-space ground stations.
The Moon across ESA
Lunar exploration relies on the extensive expertise that is on hand across ESA. As a new lunar economy emerges, it will create new opportunities involving robots, habitats and transportation, and proposed missions to the Moon share similar communication and navigation needs that could be satisfied using a constellation of lunar satellites.
Under the Agency’s ‘Moonlight’ initiative, ESA is exploring with industry the necessary technical solutions along with delivery models for the provision of lunar communication and navigation services.
Learn more about the Moonlight initiative from Elodie Viau, ESA's Director of Telecommunications and Integrated Applications:
Together with international and commercial partners, ESA’s ground station network and space communication expertise will be crucial elements in the future of lunar exploration.
Next week and in December, follow updates on ESA’s ground station support to Chang’e-5 via @esaoperations on Twitter.