Снежный день на космической станции ЕКА в Маларгуэ, Аргентина. Фото предоставлено: ЕКА / Филиппо Конкаро
В конце июля 2024 года станция космической связи Маларгуэ завершила масштабную модернизацию своей антенны, которая позволит миссиям отправлять гораздо больше данных обратно на Землю, при этом пропускная способность увеличилась почти на 80%.
Благодаря увеличению числа космических миссий, увеличению количества международных запросов и новым и более интенсивным потокам данных спрос на наземные космические станции никогда не был таким высоким. Тем не менее, предложение почти полное. Чтобы обеспечить эфиром три космических антенн своей глобальной сети наземных станций (Estrack), Европейское космическое агентство начало крупную модернизацию своих станций, включая использование новой криогенной технологии.
В конце июля программа завершила криогенные работы на своей антенне Malargüe, расположенной в Аргентине, что позволило станции загружать до 80% больше научных данных в ходе ее все более сложных научных миссий, с увеличением до 60% для космических миссий, таких как Juice и БепиКоломбо.
Завершение модернизации снизит требования к оперативному потенциалу миссий ЕКА в ближайшие годы, одновременно предоставляя новые возможности для будущих миссий.
Как это работает? При приеме и декодировании сигнала на антенны могут влиять фоновые помехи или тепловой шум, что ограничивает их чувствительность и скорость передачи данных. Один из способов уменьшить этот шум — криоохладить линию, соединяющую физическую антенну с передатчиком и приемником электронного сигнала станции, также называемую «антенным питанием».
«Увеличение отношения сигнал/шум является ключом к проектированию, модернизации и эксплуатации антенн», — объясняет Стефан Халте, руководитель проекта наземной станции ЕКА.
«При температуре 10 Кельвинов (-263°C) вместо комнатной температуры мы можем снизить шум до минимума и увеличить мощность антенны на 60–80%».
Новые каналы с криогенным охлаждением содержат новое поколение сверхмалошумящих криогенных усилителей (LNA), разработанных совместно с университетскими партнерами, такими как ETH Zurich (Швейцария) и Chalmers (Швеция). Эти LNA в настоящее время коммерциализируются дочерними компаниями (LNF и Diramics).
Та же технология используется сегодня для разработки квантовых компьютеров. Это пример того, как развитие технологий ЕКА может поддержать все научное сообщество и повысить конкурентоспособность европейских компаний.
Разработка криоохлаждаемого источника Ka-диапазона финансировалась программой ESA Technology Development Element, а первый прототип был изготовлен и испытан компанией Callisto Space (Франция). Операционные блоки были изготовлены компанией Callisto, а интеграцию в станции дальнего космоса ЕКА осуществила канадская компания Calian.
Malargüe — вторая антенна, модернизированная с использованием криоохлаждаемых облучателей. В 2023 году он пойдет по пути Cerebros. Эта криогенная технология теперь является стандартом для наземных станций ЕКА, и новые антенны, такие как новая Norcia 3, будут ею оснащены.
Информация от: Европейским космическим агентством
