Mars Express in orbita attorno a Marte con l'antenna MARSIS spiegata. Credito:Agenzia spaziale europea
Per la prima volta, un'antenna dello spazio profondo dell'ESA ha inviato comandi a due veicoli spaziali dell'ESA, contemporaneamente, al Pianeta Rosso.
In tarda serata di giovedì 30 gennaio, la parabola di New Norcia da 35 metri nell'Australia occidentale ha “parlato” con Mars Express e l'ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO).
Parlare con due voci a due frequenze diverse assicurava che i segnali inviati non interferissero tra loro.
Il successo del test è un passo importante per aumentare la flessibilità della rete di antenne Estrack dell'ESA in tutto il mondo, trovare, controllo, o ricevere dati da missioni nello spazio.
Conversazioni nello spazio profondo
La stragrande maggioranza delle conversazioni tra la Terra e lo spazio coinvolge un'antenna a terra, un veicolo spaziale in orbita o fuori nel Sistema Solare, e segnali ad una particolare frequenza che vanno tra i due.
Nei casi in cui diversi veicoli spaziali si trovano in una parte del cielo (tutti in orbita attorno a Marte, ad esempio), è possibile che un'antenna veda tutti questi veicoli spaziali contemporaneamente.
Poiché le stazioni di terra dell'ESA hanno quattro ricevitori, in linea di principio possono ricevere dati da un massimo di quattro veicoli spaziali contemporaneamente.
Questa tecnica, chiamato "Più veicoli spaziali per apertura, " o MSPA, viene utilizzato abitualmente dalle reti Estrack dell'ESA e Deep Space della NASA.
Credito:A. Cardesín/ESA
Però, MSPA funziona solo in un modo. Mentre consente alla stazione di terra di ricevere dati da più veicoli spaziali, può parlare solo con uno alla volta.
Questo è, fino ad ora.
Estrack diventa loquace
Le stazioni di terra sono costruite con due trasmettitori, apparecchiature utilizzate per generare e trasmettere onde elettromagnetiche (luce) che trasportano messaggi o segnali. Normalmente, le stazioni inviano segnali utilizzando un solo trasmettitore alla volta, e l'altro è lì come backup nel caso in cui il primo si rompa.
Il recente test con la stazione di terra Nuova Norcia, il primo del suo genere, visto il piatto profondo utilizzare entrambi i trasmettitori allo stesso tempo per controllare Mars Express ed ExoMars TGO.
Normalmente, questi due orbiter marziani ricevono i loro segnali di comando in frequenze molto simili, noto come "X-band, " tra 8–12 GHz, ma da stazioni diverse o utilizzando una stazione in momenti diversi.
Però, Mars Express può anche ricevere segnali nella "banda S, " ad una frequenza di circa 2,8 GHz, che fino ad ora è stata salvata per le emergenze.
Il perfetto allineamento degli eventi; due astronavi vicine nel cielo, in grado di ricevere segnali di telemetria a diverse lunghezze d'onda, e una stazione spaziale profonda in grado di inviare entrambi i segnali di telecomando contemporaneamente, ha permesso di combinare MSPA con "Multiple Uplink per Aperture" (MUPA), prima in un ESA.
Mappa che mostra le posizioni delle stazioni di tracciamento ESA (Estrack) a partire dal 2017. Si noti che questa mappa è solo rappresentativa e non tutte le posizioni vengono mostrate con assoluta precisione. Il blu indica le stazioni principali di proprietà dell'ESA gestite dall'Estrack Network Operations Center (NOC) situato presso l'European Space Operations Center (ESOC) dell'ESA, Darmstadt, Germania. L'arancione indica le stazioni Augmented Estrack, acquistati commercialmente e gestiti per conto dell'ESA da enti commerciali. Il verde indica le stazioni della Cooperativa Estrack di proprietà e gestite da agenzie esterne, ma fornendo regolarmente servizi alle missioni dell'ESA su base di scambio. La stazione di tracciamento dell'ESA a Perth, Australia, è stato ritirato dal servizio nel dicembre 2015. Le stazioni ESA di Villafranca e Maspalomas, Spagna, sono stati trasferiti all'industria nel 2017. Credito:Agenzia spaziale europea
Perché ora?
Storicamente, non c'è stato bisogno di usare una parabola per comandare più missioni simultanee, in quanto non c'era una tale richiesta sulle antenne.
Però, La rete globale di antenne dell'ESA, Estrack, funziona alla massima capacità, il che significa che le antenne non possono soddisfare pienamente le esigenze di tutte le missioni fino a quando la capacità della rete non viene aumentata.
Le missioni nello spazio profondo hanno il problema aggiuntivo di richiedere antenne di grandi dimensioni, di cui solo tre (per ora) in rete, situato in Australia, Argentina e Malargue.
Per molti anni, Mars Express era uno dei soli tre veicoli spaziali in orbita attorno a Marte. Ora, il Pianeta Rosso ha sette di questi orbiter, gestito da varie agenzie spaziali, con altro in arrivo.
Il centro di controllo dell'ESA ha un team dedicato a garantire che tutte le missioni ricevano un tempo sufficiente dalla stazione di terra. Elaborando nuovi modi di condividere le stazioni di terra, consentiamo a più utenti di accedere alle risorse attuali mentre vengono costruite nuove antenne.
