Tecnologia genial per duplicar gairebé les dades de l’espai profund

Per què és important?

Les estacions de terra de l’ESA ens ajuden a abordar algunes de les majors qüestions científiques. S’utilitzen per enviar instruccions a les naus espacials a través del sistema solar i rebre les dades que recopilen mitjançant un “enllaç descendent”.

La demanda de capacitat de connexió descendent de les estacions és més gran que mai. En els propers anys, l’Agència es prepara per llançar noves naus espacials més profundament al nostre sistema solar i donar suport a missions d’un nombre creixent d’agències espacials col·laboradores.

Quines són les actualitzacions?

Per augmentar la capacitat d’enllaç descendent, heu de construir antenes noves o millorar el rendiment de les existents. L’ESA està fent les dues coses.

Si bé és una antena d’espai profund nova i tan necessària que es construeix a Austràlia, és important i econòmic treure el màxim rendiment dels plats preexistents. Una sèrie d’actualitzacions a la xarxa d’estacions terrestres de l’ESA fan això:

• L’alimentació de l’antena, la tecnologia que connecta l’antena física amb el transmissor i el receptor electrònics, a les tres antenes de 35 metres d’espai profund de l’ESA s’està refredant a només 10 graus per sobre del zero absolut (uns -263 ° C).

• Les actualitzacions actuals augmentaran fins a un 40% la quantitat de dades que es poden enllaçar des de les naus espacials, cosa que permetrà rebre més imatges del Sol en alta definició des de Orbitador solar durant una finestra de comunicació, per exemple.

• Les futures actualitzacions de bandes de freqüència més altes suposaran un 80% més de descàrrega de dades, gairebé el doble de les dades d’espai profund que arriben a Darmstadt.

• Aquesta intel·ligent tecnologia també augmentarà la sensibilitat de les antenes d’espai profund de l’ESA, ampliant el seu abast per donar suport a futures missions de l’ESA que s’aventuren fins a Urà i Neptú.

“Amb aquestes actualitzacions, l’ESA està superant els límits del que és tècnicament possible i permet als científics explorar nous mons i reunir quantitats de dades sense precedents”, diu Stéphane Halté, enginyer de l’estació de terra de l’ESA responsable del projecte juntament amb Filippo Concaro.

“Les actualitzacions han arribat en el moment adequat”, diu Andrea Accomazzo, cap del sistema solar i missions d’exploració del centre d’operacions espacials de l’ESA a Darmstadt. “Ens proporcionen el rendiment que necessitem per facilitar l’alta demanda de la nostra xarxa de seguiment i continuar proporcionant el màxim nivell de retorn de dades per a un nombre creixent de científics”.

Els detalls:

• La integració de la primera nova alimentació d’antena refrigerada per crioteràpia es va completar el maig de 2021 a l’ESA Estació de Cebreros a Espanya.

• L’actualització de Cebreros millora fins a un 40% la velocitat amb què es poden processar les dades en freqüències de banda X.

• ESA Estació de Malargüe rebrà la mateixa actualització d’alimentació de banda X el 2022 juntament amb un nou aliment refrigerat per crioconfiguració de la “banda Ka”, on l’augment previst de la velocitat de dades serà del 80%. Això beneficiarà enormement les missions existents, com ara Bepicolombo i properes missions com Suc. L’antena Nova Norcia rebrà l’actualització més endavant.

• Refredar l’electrònica d’alimentació minimitza els efectes del “soroll tèrmic”, cosa que permet rebre senyals més febles. Per sota de 10 K, les impureses en els metalls utilitzats a l’electrònica comencen a limitar els beneficis d’un refredament posterior.

• Els pinsos refrigerats per crio són fabricats per una empresa francesa Espai Callisto, que va rebre finançament de l’ESA durant els cinc anys de desenvolupament de la tecnologia. Empresa canadenca Calian realitza la integració de la nova tecnologia a les antenes.

• La tecnologia es va provar a les instal·lacions de proves de transmissors d’alta potència de la NASA el 2019 a Goldstone, Califòrnia, amb una potència de 30 quilowatts, aproximadament equivalent a la potència de 30.000 telèfons mòbils que s’utilitzen al mateix temps.

• S’ha desenvolupat una tecnologia específica de semiconductors de soroll ultra-baix amb socis universitaris (Universitat Chalmers i ETH Zurich) per aconseguir el màxim rendiment de soroll. Actualment s’utilitza la mateixa tecnologia per al desenvolupament d’ordinadors quàntics. Aquest és un exemple en què el desenvolupament de tecnologia de l’ESA pot donar suport a la comunitat científica en general i donar suport a la competitivitat de les empreses europees.

Actualitzacions menys interessants de la xarxa Estrack

Els plats més petits de l’ESA no són tan xulos, però igualment necessaris Guaiana Francesa i Suècia obtenen diverses millores en el rendiment, preparant tota la xarxa Estrack per als plans futurs de l’ESA a l’espai.

Al port espacial europeu de Kourou, Guaiana Francesa, l’antena de 15 metres de l’ESA s’està actualitzant amb nous ‘mòdems TTCP’, cosa que permet la velocitat màxima de dades en preparació per a futures llunes, terres i ‘Sense nom‘missions meteorològiques espacials.

A Kiruna, Suècia, les dues antenes de l’ESA veuran una evolució en el sistema fonamental de “Monitorització i control”, així com una nova alimentació i reforma d’antena per al plat Kiruna 2 de 13 m i diverses millores a Kiruna-1.