Bodenstation Weilheim



Um mit Raumfahrzeugen kommunizieren zu können, benötigt man Antennenanlagen. Das GSOC betreibt am Standort Weilheim (35 km südwestlich von München) die ZDBS - die Zentralstation des Deutschen Bodensystems. Über eine Vielzahl von unterschiedlichen Antennen (von 4,5 bis 30 m Durchmesser) findet der Datenaustausch statt.

Verbindung Oberpfaffenhofen - Weilheim

Die Bodenstation Weilheim ist über eine redunante state-of-the-art Kommunikationsverbindung mit dem Deutschen Raumfahrtkontrollzentrum in Oberpfaffenhofen verbunden. Dieses koordiniert den Betrieb der Antennen und leitet die im Kontrollraum generierten Kommandos direkt nach Weilheim weiter. In der Gegenrichtung werden die von den Raumfahrzeugen empfangenen Daten (Telemetrie, Ranging-Daten) nach Aufbereitung in digitaler Form von Weilheim nach Oberpfaffenhofen übertragen.

Multimissionsbetrieb und weltweites Netzwerk

Die einzelnen Antennenkomplexe können unabhängig voneinander betrieben werden, d.h. Weilheim kann mehrere Missionen gleichzeitig unterstützen (Multimissionsbetrieb). Auch andere Raumfahrtagenturen oder kommerzielle Kunden mieten regelmäßig "Antennenzeit" für ihre Missionen an. Weilheim ist daher in ein weltweites Kommunikationsnetzwerk eingebettet. Verschiedene Schnittstellen und Protokolle müssen dafür implementiert werden, außerdem die Antennen, Anlagen und Systeme geplant, konfiguriert und gewartet werden. Zur Sicherstellung einer hohen Verfügbarkeit sind die Antennenanlagen mit redundanten Geräten ausgestattet. Alle für den Satellitenbetrieb wichtigen Systeme der Bodenstation Weilheim werden von einer unterbrechungsfreien Stromversorgungsanlage (USV) gespeist, die ihre Energie bei kurzzeitigen Ausfällen der öffentlichen Stromversorgung aus einer Batterie, bei langzeitigen Ausfällen aus einem 720 kW-Dieselgenerator bezieht. Alle Antennen und Stationseinrichtungen werden von einem gemeinsamen Kontrollraum aus gesteuert und überwacht.

Weilheim ist gemäß CCSDS (Consultative Committee for Space Data Systems) sowohl als Deep Space Network als auch als Non Deep Space Network (Near Earth Network) klassifiziert. Es kann Raumfahrtmissionen in den Frequenzbändern S-, X-, Ku- und Ka-Band unterstützen.

 

 

4,5 m Antenne S-Band

Die 4,5m Antenne mit Primärfokusspeisung wird für die Kommunikation mit geostationären Satelliten im S-Band (2200 - 2300 MHz) eingesetzt. Die Ausrichtung der Antenne für den Datenempfang erfolgt über ein elektrisches Elevation/Azimut-System, dessen Einstellung automatisch oder manuell erfolgen kann. Die Antenne kann nur Daten empfangen (receive-only-terminal).

9 m Antenne S-Band

Diese Antenne mit Primärfokusspeisung wird für den Datenempfang, Kommandosendung und Bahnvermessung von geostationären und umlaufenden Satelliten benutzt. Der Empfang (2200 - 2300 MHz) und das Senden (2025 - 2110 MHz) erfolgt im S-Band. Die Ausrichtung der Antenne erfolgt über ein computergesteuertes Elevation/Azimut-System, das mit einem automatischen Zielverfolgungssystem ausgestattet ist.

Für die Bahnvermessung stehen Winkel-, Entfernungs- und Geschwindigkeitsmesssysteme zur Verfügung.

11 m Antenne Ku-Band

Mit der Antenne, welche als Cassegrain-Reflektorsystem ausgelegt ist, werden erdnahe und geostationäre Satellitendaten im Ku-Band empfangen (10.70 - 12.75 GHz) und Kommandos gesendet (13.75 - 14.50 GHz). Zusätzlich wird diese Antenne in den Anfangsphasen zu Beginn von Raumfahrtmissionen eingesetzt, speziell als Unterstützung für den Geo-Transferorbit von Nachrichtensatelliten. Weitere Anwendungen sind Orbit-Manöver und Notfalldienste in der geostationären Umlaufbahn.

Die Ausrichtung erfolgt mit einem elektrischen Elevation/Azimut-System welches zusätzlich in der Lage ist, die Ausrichtung der Antenne dem Bahnverlauf des Raumfahrzeuges anzupassen. Das kann automatisch durch einen Computer erfolgen oder aber manuell.

Die Antenne ist zusätzlich mit einem hochgenauen Bahnverfolgungssystem ausgestattet. Für die Bahnvermessung stehen Winkel- und Entfernungsmesssysteme zur Verfügung.

15m Antennen S-Band

Die zwei 15 m Antennen werden für die Kommunikation mit geostationären und erdnahen Raumfahrzeugen eingesetzt. Die Funktionsweise der Antennen ist identisch, allerdings unterscheiden sie sich geringfügig in der technischen Ausstattung. Die Antennen sind im Cassegrain-System ausgeführt und können über ein elektrisches Elevation/Azimut-System ausgerichtet werden, das mit einem automatisches Zielverfolgungssystem ausgestattet ist. Wegen der überwiegenden Verwendung der Antennen für Satelliten im erdnahen Bereich ist das Antriebssystem für hohe Drehgeschwindigkeiten ausgelegt.

Die Daten der Raumfahrzeuge können im S-Band empfangen und weiterverarbeitet werden (2200 - 2300 MHz). Das Senden von Kommandos zum Raumfahrzeug erfolgt ebenfalls im S-Band (2025 - 2110 MHz). Zusätzlich können die Antennen zur Bahnbestimmung von Raumfahrzeugen eingesetzt werden.

Mit diesen Antennen wurden bereits zahlreiche Positionierungen von Nachrichtensatelliten und wissenschaftliche Raumflugmissionen erfolgreich durchgeführt.

30 m Antenne

Die Antenne ist als Cassegrain-System ausgelegt und verfügt über ein Elevation/Azimut-System für die Ausrichtung zum Raumfahrzeug. Sie wurde für den Betrieb der beiden Sonnensonden Helios-A/B gebaut und später für die Unterstützung der wissenschaftlichen Missionen Giotto, AMPTE und Equator-S sowie zur Durchführung wissenschaftlicher Experimente benutzt.

Das Antennensystem gestattet Kommunikation mit Raumfahrzeugen im S-Band (Senden und Empfang), im X-Band (Senden und Empfang) und im C-Band (nur Empfang). Mit der Antenne können dabei im Frequenzbereich des Deep Space S-Band (2290 - 2300 MHz), des S-Band für erdnahe Raumfahrzeuge (2000 - 2290 MHz), im X-Band (8400 - 8440 MHz) und im C-Band (5625 - 6125 MHz) Daten vom Raumfahrzeug empfangen und weiterverarbeitet werden. Das Senden von Kommandos zum Raumfahrzeug kann im S-Band (2110 - 2120 MHz) oder im X-Band (7160 - 7180 MHz) erfolgen.


URL dieses Artikels
http://www.dlr.de/rb/desktopdefault.aspx/tabid-6856/4253_read-6299/
Texte zu diesem Artikel
HELIOS (http://www.dlr.de/rb/desktopdefault.aspx/tabid-2814/4262_read-6340/usetemplate-print/)
AMPTE (http://www.dlr.de/rb/desktopdefault.aspx/tabid-2814/4262_read-6339/usetemplate-print/)
Equator-S (http://www.dlr.de/rb/desktopdefault.aspx/tabid-2814/4262_read-6335/usetemplate-print/)