Mars Express i omloppsbana runt Mars med MARSIS-antennen utfälld. Kredit:European Space Agency
För första gången, en ESA-rymdantenn har skickat kommandon till två ESA-rymdfarkoster, samtidigt, på den röda planeten.
Sent torsdagen den 30 januari, den 35 meter långa New Norcia-skålen i västra Australien "talade" med Mars Express och ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO).
Att prata med två röster på två olika frekvenser säkerställde att de skickade signalerna inte störde varandra.
Det framgångsrika testet är ett viktigt steg för att öka flexibiliteten hos ESA:s Etrack-nätverk av antenner över hela världen, att hitta, kontrollera, eller ta emot data från uppdrag i rymden.
Deep space-konversationer
De allra flesta samtal mellan jorden och rymden involverar en antenn på marken, en rymdfarkost i omloppsbana eller ute i solsystemet, och signaler vid en speciell frekvens som går mellan de två.
I fall där flera rymdfarkoster befinner sig i en del av himlen (alla i omloppsbana runt Mars till exempel), det är möjligt för en antenn att se alla dessa rymdfarkoster på en gång.
Eftersom ESA markstationer har fyra mottagare, de kan i princip ta emot data från upp till fyra rymdfarkoster samtidigt.
Denna teknik, kallad "Flera rymdfarkoster per bländare, " eller MSPA, används rutinmässigt av ESA:s Estrack och NASA:s Deep Space-nätverk.
Kredit:A. Cardesín/ESA
Dock, MSPA fungerar bara på ett sätt. Medan det tillåter markstationen att ta emot data från flera rymdfarkoster, den kan bara prata med en i taget.
Det är, tills nu.
Etrack blir pratsam
Markstationer är byggda med två sändare, utrustning som används för att generera och sända elektromagnetiska vågor (ljus) som bär meddelanden eller signaler. I vanliga fall, stationer skickar signaler med endast en sändare åt gången, och den andra finns där som back up ifall den första går sönder.
Det senaste testet med New Norcia markstation, den första i sitt slag, såg den djupa skålen använda båda sändarna samtidigt för att styra Mars Express och ExoMars TGO.
I vanliga fall, dessa två marsbanor tar emot sina kommandosignaler i mycket liknande frekvenser, känt som "X-bandet, " mellan 8–12 GHz, men från olika stationer eller använder en station vid olika tidpunkter.
Dock, Mars Express kan också ta emot signaler i "S-bandet, " vid en frekvens på cirka 2,8 GHz, som hittills har sparats för nödsituationer.
Den perfekta sammanställningen av händelser; två rymdskepp nära himlen, kan ta emot telemetrisignaler vid olika våglängder, och en djup rymdstation som kan skicka båda telekommandosignalerna samtidigt, gjort det möjligt att kombinera MSPA med "Multiple Uplink per Aperture" (MUPA), i en ESA först.
Karta som visar platser för ESA-spårningsstationer (Estrack) från och med 2017. Observera att denna karta endast är representativ och inte alla platser visas med fullständig noggrannhet. Blått indikerar centrala ESA-ägda stationer som drivs av Estrack Network Operations Center (NOC) som ligger vid ESA:s European Space Operations Center (ESOC), Darmstadt, Tyskland. Orange indikerar Augmented Etrack-stationer, upphandlas kommersiellt och drivs för ESA:s räkning av kommersiella enheter. Grönt indikerar Cooperative Etrack-stationer som ägs och drivs av externa myndigheter, men tillhandahåller regelbundet tjänster till ESA-uppdrag på utbytesbasis. ESA:s spårningsstation i Perth, Australien, togs i pension i december 2015. ESA-stationerna i Villafranca och Maspalomas, Spanien, överfördes till industrin 2017. Kredit:European Space Agency
Varför nu?
Historiskt sett, det har inte funnits ett behov av att använda en maträtt för att beordra flera samtidiga uppdrag, eftersom det inte fanns en sådan efterfrågan på antennerna.
Dock, ESA:s globala nätverk av antenner, Etrack, körs på toppkapacitet, vilket innebär att antennerna inte fullt ut kan tillgodose behoven för alla uppdrag förrän nätverkskapaciteten har utökats.
Rymduppdrag har det extra problemet att de kräver stora antenner, av vilka det bara finns tre (för nu) i nätverket, ligger i Australien, Argentina och Malargüe.
Under många år, Mars Express var en av endast tre rymdfarkoster som kretsade runt Mars. Nu, den röda planeten har sju sådana orbiters, drivs av olika rymdorganisationer, med mer på gång.
ESA:s kontrollcenter har ett team som är dedikerat till att se till att alla uppdrag får tillräckligt med markstationstid. Genom att utarbeta nya sätt att dela markstationer, vi tillåter fler användare att komma åt nuvarande resurser medan nya antenner byggs.
