Hallgatózás a Marsnál
(Rovat: Űrszondák a Marsnál, Mars Express és Beagle-2 , Kína a világűrben - 2021.11.05 12:15.)

Az európai Mars Express szonda novemberben többször is lehallgatja a kínai Csuzsung marsjáró adását. (Nyugalom, a kínaiak tudnak róla.)

Valójában egy kommunikációs tesztsorozatról van szó, amelynek során november 7. és 22. között öt alkalommal próbálják venni a kínai marsjáró adását a bolygó körül keringő európai szondával. A Mars Express képes „hallani” a kínai űreszközt, de ez fordítva nem működik. Így az adás során a küldő fél nem tudja, hogy a fogadó fél sikeresen veszi-e az adatokat. Az efféle Mars körüli „vészkommunikáció” módszerét már több mint egy évtizede kidolgozták, de most lesz az első alkalom, hogy a gyakorlatban is kipróbálják.

A kínai Csuzsung (Zhurong) marsjáró idén május közepén landolt a vörös bolygón, az Utopia-síkság (Utopia Planitia) területén, ahol a környéket bebarangolva azóta is gyűjti a tudományos mérési adatokat a bolygó felszínéről, légköréről. Ahhoz azonban, hogy a marsjárművek tudományos adatai eljussanak a Földre, segítségre van szükségük. Így van ez a kínaiak berendezésének esetében is, ahol a Tienven-1 (Tianwen-1) űrszonda keringő egysége tölti be a reléállomás szerepét.

A Marsra eljuttatható és leszállítható űreszközök mérete korlátozott. A felszínen keletkező nagy mennyiségű adatnak és a képeknek közvetlenül a Földre továbbítására alkalmas, szélessávú rádiós kommunikációs berendezések túlságosan nagy tömeget és térfogatot foglalnának el a marsjárókban, nem hagyva elegendő helyet a tudományos mérőműszereknek – vagyis nem igazán lenne mi hasznosat továbbítaniuk... A megoldás az, hogy a leszállóegységeken és rovereken csak kisebb teljesítményű, rövidebb hatótávolságú távközlési berendezéseket helyeznek el. Ezek rádiós úton felküldik az adatokat a bolygó körüli pályákon keringő űrszondákra, amelyek azután nagynyereségű antennáikkal továbbítják azokat a földi követőállomásokon működő érzékeny, nagyméretű rádióteleszkópok felé. Ezt a módszert mindegyik űrügynökség alkalmazza, amely leszállóegységet működtet a Marson.

Bár a Csuzsung kommunikációja a földi irányítókkal rendben működik a Tienven-1 közvetítésével, sosem árt, ha valamilyen kiesés esetére alternatív megoldás is rendelkezésre áll. Szokás, hogy a partner űrügynökségek – például az európai ESA és az amerikai NASA – alkalomadtán kisegítik egymást. Ennek feltétele, hogy távközlési rendszereik kompatibilisek legyenek egymással. A kínai rádiós rendszerrel azonban nem az a helyzet. A dolog, mint mindjárt látni fogjuk, mégsem teljesen reménytelen.

Az ESA Mars Express szondája novemberben – olyan időszakokban, amikor elhalad a kínai rover állomáshelye felett – megkísérli venni a Csuzsung adását, és eljuttatni az űrügynökség darmstadti irányítóközpontjába (ESOC). Siker esetén az európai szakemberek természetesen megosztják a beérkező adatcsomagokat kínai kollégáikkal.

Normális körülmények között a keringő űrszonda, amint készen áll a vételre, egy „üdvözlő üzenetet” küld a leszállóegység felé. Ezt a másik nyugtázza, majd megkezdődik az adatok felsugárzása. A kínai marsjáró azonban nincs felkészítve a Mars Express üzenetének vételére, így a hagyományos módszer nem működne. Szerencsére azonban az európai szonda képes venni a kínai rover adását. Így az előre megadott időszakokban a Csuzsung „vaktában” elkezdi majd az adást, a Mars Express pedig hallgatózik, hiszen fel van készítve az efféle kommunikációra is.

A 2003-ban indított Mars Express fedélzetén működő Melacom (Mars Express Lander Communications) rendszer képes egy felszíni egységtől származó rádióadás vételére. (Kép: QinetiQ)

Ha a Mars Express az Utopia-síkság fölött repülve detektálja a várt adást, akkor megkezdi a felsugárzott adatok rögzítését. A kommunikációra rendelkezésre álló kb. 10 perces időablak bezárultával a Föld felé fordítja antennáját, és továbbítja a felvett adatokat az ESA követőállomás-hálózatának (Estrack) valamelyik antennája felé. Vagyis ugyanúgy jár el, mintha egy amerikai vagy európai leszállóegységről származó adatokkal dolgozna.

Ezt a technikát földi körülmények között természetesen tesztelték már, de egy másik bolygó körül most először próbálják ki. A rovertől a keringő űrszondáig kezdetben mindössze másodpercenként 8 kilobájt adatot küldenek majd, de a további tesztek során 128 kbyte/s adatátviteli sebességet is el szeretnének érni.

Az éles tesztek előtt a két űrügynökség szakemberei először a Földön maradt tartalék berendezések segítségével próbálják ki, hogy azok egyáltalán tudnak-e egymással kommunikálni. Normális esetben a tartalék rádiókat egy helyen üzemeltetnék, de a koronavírus-járvány miatti utazási korlátozások miatt a Csuzsung csapata nem tudott személyesen elutazni a Nagy-Britanniába, a Mars Express Melacom berendezését gyártó QinetiQ céghez. Jobb híján ezért a kompatibilitási teszthez a kínaiak rögzítették a tartalék rádiójuk adását, és azt küldték el a briteknek.