Mars Express en orbite autour de Mars avec l'antenne MARSIS déployée. Crédit :Agence spatiale européenne
Pour la première fois, une antenne spatiale de l'ESA a envoyé des commandes à deux engins spatiaux de l'ESA, simultanément, à la planète rouge.
Tard le jeudi 30 janvier, l'antenne parabolique New Norcia de 35 mètres en Australie occidentale a « parlé » à Mars Express et à l'orbiteur de gaz de trace ExoMars (TGO).
Parler à deux voix à deux fréquences différentes garantissait que les signaux envoyés n'interféraient pas les uns avec les autres.
Le test réussi est une étape importante dans l'augmentation de la flexibilité du réseau d'antennes Etrack de l'ESA à travers le monde, trouver, contrôler, ou recevoir des données de missions à travers l'espace.
Conversations dans l'espace lointain
La grande majorité des conversations entre la Terre et l'espace implique une seule antenne au sol, un vaisseau spatial en orbite ou dans le système solaire, et des signaux à une fréquence particulière allant entre les deux.
Dans les cas où plusieurs engins spatiaux sont situés dans une partie du ciel (tous en orbite autour de Mars par exemple), il est possible pour une antenne de voir tous ces engins spatiaux à la fois.
Comme les stations au sol de l'ESA disposent de quatre récepteurs, ils peuvent en principe recevoir des données de jusqu'à quatre engins spatiaux simultanément.
Cette technique, appelé "Plusieurs engins spatiaux par ouverture, " ou MSPA, est utilisé en routine par les réseaux Estrack de l'ESA et Deep Space de la NASA.
Crédit :A. Cardesín/ESA
Cependant, MSPA ne fonctionne que dans un sens. Bien qu'il permette à la station au sol de recevoir des données de plusieurs engins spatiaux, il ne peut parler qu'à un seul à la fois.
C'est-à-dire, jusqu'à maintenant.
Estrack devient bavard
Les stations au sol sont construites avec deux émetteurs, pièces d'équipement utilisées pour générer et transmettre des ondes électromagnétiques (lumière) porteuses de messages ou de signaux. Normalement, les stations envoient des signaux en utilisant un seul émetteur à la fois, et l'autre est là comme sauvegarde au cas où le premier tomberait en panne.
Le récent test avec la station sol New Norcia, le premier du genre, a vu l'antenne parabolique utiliser les deux émetteurs en même temps pour contrôler Mars Express et ExoMars TGO.
Normalement, ces deux orbiteurs martiens reçoivent leurs signaux de commande à des fréquences très proches, connu sous le nom de « bande X », " entre 8 et 12 GHz, mais à partir de stations différentes ou en utilisant une station à des moments différents.
Cependant, Mars Express peut également recevoir des signaux dans la "bande S, " à une fréquence d'environ 2,8 GHz, qui jusqu'à présent a été conservé pour les urgences.
L'alignement parfait des événements; deux engins spatiaux proches dans le ciel, capable de recevoir des signaux de télémétrie à différentes longueurs d'onde, et une station spatiale lointaine capable d'envoyer les deux signaux de télécommande simultanément, a permis de combiner MSPA avec "Multiple Uplink per Aperture" (MUPA), dans une ESA d'abord.
Carte montrant les emplacements des stations de suivi de l'ESA (Estrack) à partir de 2017. Notez que cette carte est uniquement représentative et que tous les emplacements ne sont pas affichés avec une précision totale. Le bleu indique les principales stations appartenant à l'ESA et exploitées par le Centre d'opérations du réseau (NOC) d'Etrack situé au Centre d'opérations spatiales européen (ESOC) de l'ESA, Darmstadt, Allemagne. Orange indique les stations Etrack augmentées, achetés commercialement et exploités pour le compte de l'ESA par des entités commerciales. Le vert indique les stations Cooperative Etrack détenues et exploitées par des agences externes, mais fournissant régulièrement des services aux missions de l'ESA sur une base d'échange. La station de poursuite de l'ESA à Perth, Australie, a été retiré du service en décembre 2015. Les stations ESA de Villafranca et Maspalomas, Espagne, ont été transférés à l'industrie en 2017. Crédit :Agence spatiale européenne
Pourquoi maintenant?
Historiquement, il n'a pas été nécessaire d'utiliser un seul plat pour commander plusieurs missions simultanées, car il n'y avait pas une telle demande sur les antennes.
Cependant, Le réseau mondial d'antennes de l'ESA, Estrack, fonctionne à pleine capacité, ce qui signifie que les antennes ne peuvent pas répondre pleinement aux besoins de toutes les missions tant que la capacité du réseau n'est pas augmentée.
Les missions dans l'espace lointain ont le problème supplémentaire qu'elles nécessitent de grandes antennes, dont il n'y en a que trois (pour l'instant) dans le réseau, situé en Australie, Argentine et Malargüe.
Pendant de nombreuses années, Mars Express était l'un des trois seuls engins spatiaux en orbite autour de Mars. Maintenant, la planète rouge a sept de ces orbiteurs, exploités par diverses agences spatiales, avec plus en route.
Le centre de contrôle de l'ESA dispose d'une équipe dédiée à garantir que toutes les missions bénéficient d'un temps de station au sol suffisant. En élaborant de nouvelles façons de partager les stations au sol, nous permettons à plus d'utilisateurs d'accéder aux ressources actuelles pendant la construction de nouvelles antennes.
