Követőantenna: hidegen a legjobb
(Rovat: Távoli világok kutatói, Nyereség a kontinensnek - 2025.02.16 07:15.)

Az ESA követőállomás-hálózata dél-amerikai antennájának kapacitását közel 80%-kal növeli, hogy hűtött Ka-sávú vevőberendezéssel szerelték fel.

Az Európai Űrügynökség (ESA) honlapján megjelent beszámoló címe (Malargüe: A satellite dish best served cold) egy angol szójáték, amely bajosan lenne magyarra fordítható. Azt használja ki, hogy a dish szó többféle jelentése között megtalálható az antennatányér és az étel is. Szóval nem (csak) egyes ételek, hanem az űrszondákat követő rádióteleszkóp is „hidegen a legjobb”.

Az Argentínában épült Malargüe állomás 35 m-es átmérőjű paraboloid felületű antennája egy havas téli napon. Nem pont erről a hidegről lesz szó... (Kép: ESA / Filippo Concaro )

Az ESA globális mélyűri követőállomás-hálózatának (Estrack) 3-as számú antennája (Deep Space Antenna-3, DSA-3) 2012-ben épült meg. Ahogy korabeli cikkünkben – amelybe valamilyen rejtélyes oknál fogva a fénykép 90°-kal elforgatva került be – megírtuk, a kedvező földrajzi elhelyezkedésű állomás fontos kiegészítője az ESA követőhálózatának. Az állomás Argentínában, Malargüe városától 30 km-re, a fővárostól, Buenos Airestől mintegy 1200 km-re nyugatra található. A Naprendszer kutatására indított európai űreszközök rádiós kommunikációjára X (kb. 8 GHz frekvencia) és Ka (32 GHz) sávokban használják.

2024 nyarán (pontosabban a déli félteke telén), július végén befejeződött a mélyűri kommunikációs állomás felújítása, amely lehetővé tette, hogy az űreszközök egységnyi idő alatt sokkal több adatot küldjenek haza. A rádiós földi követőállomások iránti igény még sosem volt ekkora, hisz napjainkban egyre több űrszonda indul távoli célpontok felé, és a nemzetközi partner űrügynökségektől is egyre gyakrabban érkezik kérés az antennák használatára. A kínálat azonban korlátozott, ezért is jelentős lépés az Estrack antennáinál a vevőberendezések korszerűsítése.

Hogy vehet több adatot ugyanaz az antenna? Az űrszondákról küldött jelek vételét a vevők jel/zaj aránya korlátozza. A vevőberendezések termikus zaját úgy lehet csökkenteni, ha a beérkező hullámok útjába kerülő berendezések alkatrészeinek hőmérsékletét csökkentik. Szobahőmérséklet helyett 10 K (–263 °C) hőmérsékleten minimálisra redukálhatják a termikus zajt, ezzel pedig 60–80%-kal növelhetik az antenna adatfogadó kapacitását. Mindez alapvető fontosságú az olyan naprendszerkutató küldetések, mint a Merkúrhoz indított BepiColombo vagy a Jupiter felé tartó JUICE számára. A jövőben pedig, ha az ESA esetleg sokkal távolabbra, a Neptunusz vagy az Uránusz felé is indítana küldetéseket, a meglevő antennák érzékenysége azok a rádiós kommunikációs igényeit is képes lenne kiszolgálni.

Az újonnan felszerelt kriogén vevőberendezések részét képezik az ultraalacsony zajszintű erősítők (ultra-low noise cryogenic amplifiers, LNA), amelyeket svájci és svédországi egyetemek részvételével fejlesztettek, és spin-off cégeken (LNF és Diramics) keresztül kereskedelmi alapon is hasznosítanak. Ugyanezt a technológiát használják például a kvantumszámítógépek fejlesztésénél is. Ez csak egy példa arra, hogy az ESA eredetileg tudományos célokat szolgáló technológiai fejlesztései megtalálhatják az utat az ipari alkalmazásokhoz, támogathatva az európai vállalatok versenyképességét.

Malargüe a második antenna, amelyet kriogén Ka-sávú vevőberendezésekkel szereltek fel. Az első 2023-ban a spanyolországi Cebreros (DSA-2) volt. Ez a kriogén technológia ma már az ESA földi állomásainak szabványa, és az újonnan építendő antennákon, mint például az ausztráliai New Norcia állomás harmadik követőantennáján is ezt alkalmazzák.