图片源于:https://www.esa.int/Enabling_Support/Operations/ESA_Ground_Stations/Uplifting_news!_ESA_crowns_new_deep_space_antenna_in_Australia
2024年10月2日,欧空局(ESA)在澳大利亚新诺里西亚(New Norcia)的深空通信天线建设取得了重要里程碑:122吨重的反射碟被成功吊装到位。
随着工人在西澳大利亚的夕阳下安静下来,他们终于可以松口气,经历了一整天的辛苦劳动,利用一台巨型起重机将重达122吨、直径35米的反射碟抬升,成功为欧空局最新的深空通信天线加冕。
随着反射碟及其四重极的安装完成,欧空局有望在2025年底之前,启动其在新诺里西亚的第4个深空天线,即新诺里西亚3号(NNO3)。
新诺里西亚3号天线将为航天器发送和接收收集自机载科学仪器的数据和飞行指令提供更为重要的服务。
建设新的深空天线是为了应对欧空局项目日益增加的能力需求。近年来,随着新型和数据量密集的任务的推出,对深空地面站的需求显著增加。但是,欧空局全球地面站网络(Estrack)中已有的三座深空天线的运能几近饱和。
新诺里西亚3号天线的加入将为未来几年内欧空局的任务缓解运营能力的压力,同时还将为科学任务提供新能力,例如:
由于新诺里西亚站对K波段和Ka波段的下行链路组合的扩展,能够实现更高的数据传输速率,特别是在月球、天文以及深空任务中。
由于增加了Ka波段的上行能力及特定的与无线电科学相关的设备,新诺里西亚3号将为无线电科学研究提供新机会,特别是为了支持欧洲航天局(ESA)和日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)共同的水星BepiColombo任务的MORE实验以及欧空局的木星冰卫星探测器上的3GM实验。
通过结合新诺里西亚站现有的深空天线NNO1及新安装的NNO3接收信号,提高了下行性能(称为阵列技术)。
这一新资产的独特能力将使欧空局的项目能够构思出新的任务类型,以满足前所未有的技术要求。例如,计划于2031年发射的欧空局气象任务Vigil,将需要与地球的持续通信,NNO3将为此提供支持。
除了主要服务于欧空局自身的任务外,NNO3也将是国际深空天线网络的重要延伸。欧空局与合作伙伴航天机构及其深空任务之间有很多交叉支持协议,凭借其K波段能力,新诺里西亚3号将在未来合作任务中,例如NASA的南希·格雷斯·罗曼空间望远镜的科学下行中发挥关键作用。
接下来的步骤是:欧空局位于德国达姆施塔特的ESOC任务运营中心的地面站工程团队,拥有在全球建设最先进地面站数十年的专业经验。NNO3天线的建设在欧空局的主导下,由法国的泰勒斯阿雷尼亚航天公司和西班牙的施瓦茨·豪特蒙特金属建筑公司进行工业合同工程。
自2022年6月奠基以来,天线塔已建成,方位舱和配重已组装完成,多个基础设施项目也已完成。9月19日,天线的122吨反射碟被提升并安装在塔上,这一操作要求达到毫米级的精度。由于主反射碟的直径约为20米,122吨的载荷及其转动半径要求特别使用了从新诺里西亚西南约140公里的珀斯特别调来的750吨重移动起重机。
“达到这一关键里程碑,为项目的最后阶段铺平了道路,并进一步加强了团队的决心和动力,”NNO3项目经理皮尔玛里奥·贝索(Piermario Besso)说道。
“我们将很快能够开始在天线内部部署各种子系统,以进行系统的调试、测试和验证,计划在2025年底前部署一座完全可运营的、最先进的天线。”
NNO3将成为欧空局最先进的深空天线,配备一系列新颖的系统和技术。它将配备在X和Ka波段的低温馈电天线,这是一项最近在欧空局的塞布雷罗斯和马拉尔圭天线部署的先进技术,能够显著提高数据容量(取决于频段,提升幅度为40%至80%)。
NNO3还计划支持未来的升级,尤其是用于应急案例的专用X波段传输(80 kW)和用于月球任务的高数据速率上行链路(22.55至23.15 GHz)。它还将配备下一代地面站监测与控制-公共核心(GSMC-CC)系统。
新诺里西亚的太阳能电池板项目包括扩展该站的专用发电设施,这是欧空局正在进行的减少环境影响的持续努力的一部分。根据欧空局的可持续发展目标,计划在2025年部署第二个最大输出为100 kW的光伏发电系统,用于扩展2017年建立的250 kW光伏电站。
最后,NNO3项目还包括为欧空局在澳大利亚操作的三座天线建造新主控制室。这一设施已开始投入使用:在2024年7月,团队成功地利用该站的发射器追踪天线,即新诺里西亚2号天线,从这一控制室成功跟踪了欧洲阿丽亚娜6号火箭的首次发射。澳大利亚国家科学机构CSIRO自2019年起便是欧空局在该站的首个深空天线的地方合作伙伴,今后也将负责与新天线相关的类似工作。