Usuda Deep Space Center

Antennenstation

Koordinaten: 36° 7′ 59″ N, 138° 21′ 44″ O

Karte: Japan
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Usuda Deep Space Center
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Japan
Die 64-Meter-Hauptantenne

Das Usuda Deep Space Center (UDSC, japanisch 臼田宇宙空間観測所, Usuda Uchū Kūkan Kansokujo, dt. „Weltraumobservatorium Usuda“) ist eine Einrichtung der Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) in der Nähe von Usuda, in der Präfektur Nagano, Japan. Usuda gehört heute zur Stadt Saku.

AllgemeinesBearbeiten

Die Station wurde 1984 in Betrieb genommen und verfügt über zwei Antennen, eine dritte ist im Bau. Die Anlage befindet sich weitab von Flugrouten, Siedlungen und Verkehrsadern in einer Höhe von 1456 Meter über NN und der Standort ist so gewählt, dass die umgebenden Berge unerwünschte Radiosignale abschirmen. Die Anlage ist zeitweise geöffnet für Publikumsverkehr. Zum Gelände gehört ein Besucherempfangsgebäude mit einer kleinen Ausstellung. Entlang der Zufahrt ist ein kleiner Planetenweg im Maßstab 1:5,5 Milliarden aufgebaut, der jedoch aus Platzgründen nur von der Sonne bis Jupiter reicht. Zusätzlich gibt es Gebäude für die Verwaltung und zur Datenverarbeitung.

64-Meter-HauptantenneBearbeiten

Die Hauptantenne ist eine 64-Meter-Antenne mit einem Gewicht von 2000 Tonnen.[1] Die Antenne ist ausgerüstet für Kommunikation im S-Band (ca. 2–4 GHz) und im X-Band (ca. 8–12 GHz). Die große Antenne von Usuda war die erste große Cassegrain-Beam-Wave-Guide-Antenne, die jemals gebaut wurde. Bei diesen Antennen werden die empfangenen Signale über ein Loch im Primärspiegel und diverse Reflektoren in den Unterbau der Antenne geleitet, wo die entsprechenden Empfänger und Sender bereitgehalten werden. Die Empfänger und Sender sind vor der Witterung und unerwünschter Einstrahlung geschützt, können besser gekühlt werden und sind leichter zugänglich und können somit leicht gewartet oder ausgetauscht werden. Die Konstruktion der beweglichen Schüssel wird vom Gewicht der Sender und Empfänger entlastet. Diese Technologie war seinerzeit revolutionär und brachte einen verbesserten Rauschpegel gegenüber den damaligen 64-Meter-Antennen des NASA-eigenen Deep Space Networks (DSN) und einfachere Handhabung mit sich. Neuere Antennen werden überwiegend nach diesem Prinzip gebaut.[2] Die Antenne soll im Hinblick auf die laufenden Raummissionen für den Betrieb im Ka-Band ausgebaut werden.

10-Meter-AntenneBearbeiten

Für Very Long Baseline Interferometry (VLBI) gibt es eine 10-Meter-Antenne, die etwas abseits aufgestellt ist.[3]

Ground Station for Deep Space Exploration and Telecommunication (GREAT)Bearbeiten

Diese Antenne mit einem Durchmesser von 54 Metern ist seit 2016 im Bau. Der Standort ist 1,3 km von der bisherigen Antenne entfernt, um unerwünschte Interferenzen zu verhindern. Sie soll Aufgaben der mittlerweile über 30 Jahre alten 65-Meter-Antenne übernehmen, die ihre geplante Nutzungsdauer schon um mehr als zehn Jahre überschritten hat. Die neue Antenne soll trotz kleinerem Durchmesser der älteren Antenne in den Leistungen ebenbürtig sein. Den etwas kleineren Durchmesser soll eine besonders präzise geformte Antennenschüssel und stärkere Richtwirkung, sowie präzisere Ausrichtung wettmachen. Mit einer Abweichung von der Idealform von nur noch circa 0,6 mm wird der Wert der alten Antenne mit Abweichungen von bis zu 5 mm deutlich unterboten. Sie soll über Sender und Empfänger im X-Band und Empfänger im Ka-Band verfügen. Es ist vorgesehen, die Antenne bis spätestens Ende des Steuerjahres 2019 fertigzustellen.[4][5]

Eine wichtige Rolle soll die neue Antenne für die von ESA und JAXA gemeinsam unternommene Mission BepiColombo spielen.Vorlage:Zukunft/In 5 Jahren Nach der Ankunft soll der MMO-Magnetosphärenorbiter mit Usuda kommunizieren, während ESOC sich auf den Mercury Planetary Orbiter konzentrieren wird. Der Großteil der Sondendaten soll dabei über das Ka-Band gesendet werden.

Unterstützte MissionenBearbeiten

Alle Stationen entsprechen den Bestimmungen des CCSDS, somit ist der Datenaustausch mit den Anlagen von anderen Weltraumagenturen möglich, trotz unterschiedlichen technischen Ausstattungen. Die 64-Meter-Antenne von Usuda war eingebunden in die Voyager-2-Mission. Für den Empfang der Daten während der Begegnung mit Neptun reichten die Empfangskapazitäten der Antennen des Deep Space Networks der NASA nicht aus. Zusätzlich zum DSN wurden die 27 Stück 25-Meter-Antennen des Very Large Arrays des National Radio Astronomy Observatory in New Mexico, die 64-Meter-Antenne des Parkes Observatoriums in Australien und die 64-Meter-Antenne in Usuda eingesetzt.[6]

Unterstützt wurden die ersten interplanetaren Raumsonden Japans Sakigake und Suisei, der Mondorbiter Kaguya, die Asteroidensonde Hayabusa und die Venussonde Akatsuki. Usuda spielte eine bedeutende Rolle, als die Kommunikation zu Hayabusa zeitweise verloren ging.

Unterstützt wird Hayabusa 2. Die Kommunikation im Ka-Band geschieht seit Beginn über das DSN, soll aber nach Inbetriebnahme von GREAT von Usuda aus geschehen.

Andere AntennenanlagenBearbeiten

Das Uchinoura Space Center verfügt zusätzlich über eine Antenne für Tracking nach einem Raketenstart, sowie eine 20-Meter- und eine leistungsfähige 34-Meter-Antenne für die Kommunikation mit Satelliten und für Deep-Space-Missionen. Sie dienen als Backup, falls die Antenne von Usuda nicht zur Verfügung steht. Die Katsuura Tracking and Communications Station ist für Satellitentracking ausgerüstet mit vier Parabolantennen mit 20 Metern, 13 Metern, 11 Metern und 10 Metern Durchmesser. Ebenso für Satellitentracking ist die Okinawa Tracking and Communications Station. Für Tracking gibt es eine 18-Meter- und eine 10-Meter-Antenne, sowie eine 30-Meter-Antenne. Zwei 7,5-Meter-Schüsseln befinden sich jeweils in einem Radom. JAXA betreibt außerdem vier Tracking-Stationen außerhalb Japans in Kiruna (Schweden), Santiago (Chile), Mingenew (Australien) und Maspalomas (Kanarische Inseln).

LiteraturBearbeiten

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Usuda Deep Space Center. JAXA, Japan Aerospace Exploration Agency, abgerufen am 26. August 2017.
  2. D. Neff: Use of a 2.3 Ghz Traveling-Wave Maser on the Usuda 64-Meter Antenna. März 1987, abgerufen am 26. August 2017 (englisch).
  3. Usuda Deep Space Center. ISAS, Institute of Space and Astronautical Science, abgerufen am 26. August 2017 (englisch).
  4. JAXA | GREAT, Ground Station for Deep Space Exploration and Telecommunication. In: JAXA | Japan Aerospace Exploration Agency. (jaxa.jp [abgerufen am 30. August 2017]).
  5. Kenji Numata: Toward a New Era of Deep Space Exploration Kenji Numata Project Manager, Ground Station for Deep Space Exploration and Telecommunication Project. Hrsg.: JAXA. (jaxa.jp [abgerufen am 30. August 2017]).
  6. Usuda Deep Space Center Joins Voyager 2 Mission. Abgerufen am 26. August 2017.