40 Jahre Bodenstationsnetz ESTRACK
Am 19. Mai hat das weltweite Netz der ESA-Bodenstationen, das der Kommunikation mit europäischen Satelliten und Raumsonden dient, Geburtstag. An diesem Tag nahm 1975 die nahe Madrid (Spanien) gelegene Station Villafranca ihren Probebetrieb auf und bildete noch im gleichen Jahr mit weiteren Stationen in Deutschland (Odenwald) und in Belgien (Redu) den ersten sogenannten ESTRACK-Verbund.
Das erfolgreiche Netzwerk hat sich aus kleinen Anfängen heraus entwickelt. Für den 1968 gestarteten ersten europäischen Forschungssatelliten ESRO-2B wollte ESRO – eine Vorläuferorganisation der ESA – eine eigene Bodenstation zur Verfügung haben. Deren Realisierung scheiterte jedoch an politischen und organisatorischen Schwierigkeiten.
Schwerer Anfang
Die auf ESRO-2B folgenden weitaus anspruchsvolleren Missionen konnten aber mit gemieteten Stationskapazitäten nicht mehr bewältigt werden. Deshalb war es nötig, möglichst schnell ein eigenes Netz zu errichten. Im November 1974 einigten sich die ESA-Mitgliedsstaaten auf den Bau mehrerer Bodenstationen mit spezifischen Aufgabenstellungen.
Die erste ESTRACK-Station (ESA tracking stations) wurde in Villafranca errichtet. Sie nahm am 18. Mai 1975 ihren Probebetrieb auf und diente überwiegend der Verbindung mit Astronomiesatelliten, wie IUE oder ISO.
1975 kamen zwei weitere Stationen hinzu: Zum einen Michelstadt im Odenwald für den Datenabruf der europäischen Wettersatelliten METEOSAT, zum anderen Redu in den Ardennen (Belgien) für die ersten ESA-Kommunikationssatelliten OTS und Marots (später MARECS) sowie den Forschungssatelliten COS-B. Diese drei Stationen bildeten das erste Kern-ESTRACK.
Heute ein weltumspannendes Netzwerk
Daraus entwickelte sich ein weltumspannendes Netz, das heute über zehn Bodenstationen in sieben Ländern verfügt. Fünf Stationen liegen in Europa, zwei in Australien, zwei in Südamerika und eine vor der nordafrikanischen Küste. Zudem kann die ESA über langfristige Verträge zusätzliche Einrichtungen von anderen Raumfahrtagenturen nutzen, nämlich dem DLR (Deutschland), der CNES (Frankreich), der ASI (Italien), der NASA (USA) und der JAXA (Japan). Weitere fünf kommerziell betriebene Stationen in Norwegen, Hawaii, Chile und Australien können auf Basis von Serviceverträgen in den Betrieb einbezogen werden.
Gesteuert wird das Stationsnetz durch das ESTRACK Control Centre. Es ist beim ESOC angesiedelt, dem europäischen Satellitenoperationszentrum in Darmstadt. Während das ESOC im übertragenen Sinn das "Hirn" einer Mission repräsentiert, stellt das Bodenstationsnetzwerk die unsichtbaren Nervenbahnen dar, ohne die keine Daten zwischen dem Hirn und den Satelliten ausgetauscht werden können.
ESTRACK: Bereit für vielfältige Aufgaben
ESTRACK-Bodenstationen verfügten in der Vergangenheit über Antennen mit typischerweise 15 Metern Durchmesser. Heute hat sich des Bodenstationsnetzwerk an drei zusätzlichen Standorten mit 35m Antennen in ein leistungsfähiges Netz zur Unterstützung interplanetarer Mission entwickelt. Sie arbeiten je nach Aufgabenstellung und Ausstattung in verschiedenen Frequenzbändern (S-Band, X-Band sowie K/Ka-Band). Acht Stationen sind mit GNSS-Empfängern ausgerüstet und können so genaue Bahnanalysen vornehmen, auch unter Nutzung der Signale des neuen europäischen Satellitennavigationssystems Galileo.
Die weltweit strategisch günstig platzierten ESTRACK-Stationen ermöglichen die Überwachung und Steuerung nahezu beliebiger Missionen in unterschiedlichsten Umlaufbahnen und unterstützen alle kritischen Phasen einer Satellitenmission, insbesondere während und nach dem Start, wenn der Satellit noch in seinen endgültigen Orbit transferiert werden muss.
Interplanetare Missionen, Astronomie und physikalische Grundlagenfoschung im Fokus
Der Betrieb interplanetarer Tiefraumsonden, wie Mars Express, Venus Express oder Rosetta sowie der anspruchsvollen Astronomiemissionen Herschel, Planck und GAIA erfordern noch leistungsfähigere Antennenanlagen. Dafür hat die ESA drei Bodenstationen mit Antennendurchmessern von jeweils 35 Metern gebaut. Sie gehören zum ESTRACK und befinden sich in New Norcia (Australien: Deep Space Antenna DSA 1), in Cebreros (Spanien; DSA 2) sowie in Malargüe (Argentinien; DSA 3).
Das Stations-Netzwerk der ESA wird auch gern von anderen Raumfahrtorganisationen genutzt. So kam das ESTRACK beispielsweise bei der Landung der chinesischen Mondsonde Chang'e-3 am 14. Dezember 2013 zum Einsatz. Im August 2012 unterstützte die Bodenstation in New Norcia im Zusammenspiel mit Mars Express die Landung des amerikanischen Marslabors „Mars Science Laboratory“ MSL.
Für die Zukunft gerüstet
Die ESA wird die Ausrüstung ihrer Bodenstationen auch in den kommenden Jahren auf dem neuesten Stand halten und weiter ausbauen. Sie ist damit für den Betrieb noch anspruchsvollerer Missionen aus Europa und von Partnern bestens gerüstet. Dem 40. Geburtstag werden also weitere Jubiläen folgen.
