Tidigare den här månaden, radiorätter från tre djupa rymdenätverk kombinerade för att få svagt "överlevnad" viskning från en av ESA:s Mars-omloppsbana, understryker värdet av internationellt samarbete för att utforska den röda planeten.

För första gången någonsin, djupgående rymdstationer från ESA, NASA och Rysslands Roscosmos gick samman, den 13 augusti, att ta emot ultrasvaga signaler från ESA:s ExoMars Trace Gas Orbiter, nu runt Mars.

Ingenjörer konstruerade testet noggrant för att undersöka gränserna för vad deras markstationer kunde uppnå, och bekräfta att alla tre kunde fånga signaler från orbitern om den någonsin skulle byta till lågeffekt, minimalt "överlevnadsläge".

Det här speciella läget kan inträffa om en mjukvara eller maskinvarufel orsakar flera ombordstartade datorer.

Testet ägde rum precis när Mars rörde sig från motsatt sida av solen, där den är på största avstånd från oss.

Detta innebar att ExoMars var mer än 397 miljoner km från de tre rätterna, en situation som uppstår bara vartannat år, när kommunikationen är som svårast.

Big Iron lyssnar

Som förväntat, NASA:s 70 m-diameter skål i Canberra, Australien, kunde ta emot de ultrasvaga signalerna och sända kommandon.

Likaså, ESA:s 35 m antenn vid New Norcia, Australien, tog upp samtalet och visade att den också kunde sända kommandon till ExoMars – men bara med 10 bitar/s. Detta skulle vara tillräckligt i en nödsituation för att ladda upp instruktioner för att återställa farkosten.

Förutom den låga räntan, New Norcia-stationen använde bara sin lågeffektsförstärkare för att sända, och det var dåligt väder över stationen i västra Australien.

"Om ett problem kommer att hända med vår orbiter eller, i framtiden, vår rover, på Mars, vi vill ha förtroende för att vi kan kommunicera även under de värsta möjliga förhållandena för makt och avstånd, och det här testet simulerade det väldigt bra, "säger rymdfarkostoperationschef Peter Schmitz.

Testframgång

Det riktiga priset kom med den ryska 64 m skålen i Kalyazin, cirka 200 km norr om Moskva. Ursprungligen designad som ett radioteleskop, den har uppgraderats för att stödja ESA – Roscosmos ExoMars -uppdrag.

"Kalyazin kunde ta emot signalen, demonstrerar att alla tre nätverken kan stödja ExoMars i värsta fall, när Mars är på sitt längsta avstånd och signalerna är som svagast, sa Daniel Firre, ESA:s markstationsingenjör ansvarig för samarbetet med andra myndigheter.

"Och testet var desto mer imponerande med tanke på den extrema svagheten i signalerna. Dessa hade en effekt vid mottagning på jorden cirka 1000 gånger mindre än vi skulle få från en typisk mobiltelefon som sänder från månen."

I bra form

Testet säkerställer att de tre djuprymdnätverken kan stödja framtida utforskning av Mars, inklusive ESA – Roscosmos ExoMars Rover och Surface Platform år 2020. ESA:s Rover kommer att levereras till ytan av en rysk landare, som sedan kommer att fungera som en stationär vetenskaplig plattform.

"Vetenskapsdata och statusinformation ombord från den ryska ytplattformen, från ESA rover eller från någon av ESA:s Mars orbiters kan tas emot via orbital relä av något av de tre nätverken, tillägger Daniel.

ExoMars orbiter har också en robust, NASA-tillhandahållen transponder som gör att den kan vidarebefordra data från valfri rover eller landare på ytan tillbaka till jorden.

Testet krävde en stor teknisk samordning mellan de tre organisationerna som orbiterteamet vid ESA:s uppdragskontrollcenter i Darmstadt, Tyskland, beordrade farkosten att efterlikna överlevnadsläget.

"Vi hade ett fantastiskt samarbete mellan oss, NASA och ryssarna, "säger Daniel." Detta test har visat att vi alla är i ganska bra form för att stödja ExoMars nu och i framtiden. "