17.12.2023, 17:23
Raumfahrt: CNES baut angesichts des Bedarfs von NewSpace sein weltweites Antennennetz aus.
La Tribune (französisch)
Seit diesem Herbst verfügt das CNES südlich von Toulouse über eine Antenne der neuen Generation, die für die Verfolgung von Satelliten in erdnahen Umlaufbahnen vom Boden aus optimiert wurde. Dieser von Safran entwickelte Demonstrator wird ab 2024 in Chile und in den französischen Überseegebieten eingesetzt, um den wachsenden Bedarf an Revisits und Durchsatz von Weltraummissionen zu befriedigen. Diese Technologie ist kompakter und fünfmal billiger und wird damit auch für die Akteure des NewSpace erschwinglicher.
Florine Galéron
14 Dez 2023, 17:55
[Bild: https://static.latribune.fr/full_width/2...ntenne.jpg]
Die CNES verfügt südlich von Toulouse über eine Antenne der nächsten Generation, die optimiert wurde, um vom Boden aus Satelliten in einer erdnahen Umlaufbahn zu verfolgen (Credits: Rémi Benoit).
Noch nie gab es im Weltraum so viele Objekte in erdnahen Umlaufbahnen. Einem aktuellen Bericht von Euroconsult zufolge wurden im Zeitraum 2011-2020 fast 3.000 Satelliten mit einem Gewicht von weniger als 500 kg in die Umlaufbahn gebracht. Diese Zahl wird in den nächsten Jahren explodieren, da bis 2030 fast 14.000 Smallsats in den Weltraum gebracht werden sollen, was vor allem auf die Megakonstellationen wie Starlink von SpaceX zurückzuführen ist.
Eine Antenne der nächsten Generation für die neuen Bedürfnisse der Raumfahrt
Diese Revolution des NewSpace stellt auch die Stationen, die vom Boden aus die Satelliten verfolgen, auf den Kopf. Die CNES verfügt heute über sechs Stationen weltweit, die damit beauftragt sind, die 15 von der französischen Weltraumbehörde kontrollierten Satelliten im Auge zu behalten. Diese Stationen empfangen Informationen über den Gesundheitszustand des Satelliten und die von den Instrumenten gemessenen Daten, die dann an das Raumfahrtzentrum in Toulouse weitergeleitet werden.
Seit September ist das CNES an seinem Standort Aussaguel, etwa 30 km südlich von Toulouse, mit einer Antenne der nächsten Generation ausgestattet, die für die Überwachung von Satelliten in erdnahen Umlaufbahnen vom Boden aus optimiert wurde und insbesondere den Bedürfnissen der neuen Akteure im Raumfahrtsektor entspricht. Mit der Unterstützung des Staates, z. B. durch Frankreich 2030 (das bereits vier Konstellationsprojekte gefördert hat), erwartet die CNES "in den kommenden Jahren enorm viele Anfragen von neuen Akteuren für die Satellitenverfolgung", bestätigt Etienne Mercey, Leiter der Abteilung Stations-Engineering. Das Problem: Die derzeitigen gigantischen Parabolantennen sind für ihre Bedürfnisse "überdimensioniert".
"Bisher verwendeten wir denselben Antennentyp zu denselben Kosten, um einen Satelliten wie SWOT zu verfolgen, der bei ausgefahrenen Solarpaneelen eine Spannweite von 12 Metern hat, wie der von dem Startup U-Space gelieferte Cubesat Ness, der eine Seitenlänge von 60 cm hat. Wir haben beschlossen, unser Dienstleistungsangebot zu diversifizieren, um uns an die Bedürfnisse dieser neuen Marktteilnehmer anzupassen", sagt Claude Audouy, Unterdirektor für Telekommunikation, Stationen und Warnungen bei CNES.
Die Menge der zum Boden gesendeten Daten explodiert.
Die französische Weltraumbehörde beauftragte Safran Data Systems mit der Entwicklung eines Demonstrators mit einem Durchmesser von weniger als sechs Metern - halb so groß wie eine herkömmliche Parabolantenne. "Sie kostet in der Anschaffung viel weniger. Für eine Station der neuen Generation muss man mit einer Million Euro rechnen, während eine herkömmliche Antenne fünf Millionen Euro kostet.
Dank des technologischen Sprungs kostet diese Station auch viel weniger in der Wartung, mit nur etwa 20 Stunden Wartung pro Jahr gegenüber 140 Stunden pro Jahr bei einer herkömmlichen Antenne. Sie werden daher für neue Marktteilnehmer erschwinglicher. Diese Stationen haben weniger Kapazität auf den entferntesten Orbits, sind aber für die niedrigen Orbits optimiert, die von Startups besonders begehrt sind", kommentiert Etienne Mercey.
Die Antenne der nächsten Generation ist auch in der Lage, Ka-Band-Missionen abzudecken und bietet somit einen höheren Durchsatz. Eine Leistung, die angesichts der wachsenden Anforderungen von Weltraummissionen notwendig ist. Allein der französisch-amerikanische Satellit SWOT, der zum ersten Mal eine hochauflösende Kartierung der Gewässer der Erde liefert, sendet bei seinen zwanzig Überflügen über die Bodenstationen 400 Gigabyte Daten pro Tag, während frühere Satelliten nur ein halbes Dutzend Überflüge pro Tag absolvieren. Satelliten wie Pléiades Néo senden hochauflösende Bilder zur Erde, die auch einen höheren Datendurchsatz erfordern.
Vier neue Antennen weltweit
Daher die Idee, das Netzwerk der Bodenstationen des CNES weltweit auszubauen. Vier Antennen der neuen Generation nach dem Vorbild des Demonstrators in Toulouse werden in den nächsten Jahren weltweit in Betrieb gehen. Beginnend Anfang 2024 mit einer neuen Station im chilenischen Patagonien und dann 2026 auf La Réunion. Anschließend sollen zwei weitere Antennen in Saint-Pierre und Miquelon sowie in Französisch-Polynesien errichtet werden. "Die neue Station in Patagonien wird unsere polarumlaufenden Stationen entlasten, die sehr stark ausgelastet sind", informiert Claude Audouy.
Parallel dazu hat das CNES von seinem Standort Aussaguel aus ein Teleskop der neuen Generation qualifiziert, das demnächst nach Neukaledonien geschickt werden soll, um die Weltraumüberwachung zu verstärken. Die französische Agentur arbeitet außerdem bis 2026 an einem Demonstrator für eine Antenne mit dynamischem Strahl, die mehrere Satelliten gleichzeitig verfolgen kann, z. B. im Falle einer Konstellation. Das CNES verfügt südlich von Toulouse noch über freie Grundstücke, um bei Bedarf zusätzliche Antennen zu installieren, z. B. um zur Verfolgung der künftigen europäischen Konstellation Iris2 beizutragen.
Florine Galéron
La Tribune (französisch)
Seit diesem Herbst verfügt das CNES südlich von Toulouse über eine Antenne der neuen Generation, die für die Verfolgung von Satelliten in erdnahen Umlaufbahnen vom Boden aus optimiert wurde. Dieser von Safran entwickelte Demonstrator wird ab 2024 in Chile und in den französischen Überseegebieten eingesetzt, um den wachsenden Bedarf an Revisits und Durchsatz von Weltraummissionen zu befriedigen. Diese Technologie ist kompakter und fünfmal billiger und wird damit auch für die Akteure des NewSpace erschwinglicher.
Florine Galéron
14 Dez 2023, 17:55
[Bild: https://static.latribune.fr/full_width/2...ntenne.jpg]
Die CNES verfügt südlich von Toulouse über eine Antenne der nächsten Generation, die optimiert wurde, um vom Boden aus Satelliten in einer erdnahen Umlaufbahn zu verfolgen (Credits: Rémi Benoit).
Noch nie gab es im Weltraum so viele Objekte in erdnahen Umlaufbahnen. Einem aktuellen Bericht von Euroconsult zufolge wurden im Zeitraum 2011-2020 fast 3.000 Satelliten mit einem Gewicht von weniger als 500 kg in die Umlaufbahn gebracht. Diese Zahl wird in den nächsten Jahren explodieren, da bis 2030 fast 14.000 Smallsats in den Weltraum gebracht werden sollen, was vor allem auf die Megakonstellationen wie Starlink von SpaceX zurückzuführen ist.
Eine Antenne der nächsten Generation für die neuen Bedürfnisse der Raumfahrt
Diese Revolution des NewSpace stellt auch die Stationen, die vom Boden aus die Satelliten verfolgen, auf den Kopf. Die CNES verfügt heute über sechs Stationen weltweit, die damit beauftragt sind, die 15 von der französischen Weltraumbehörde kontrollierten Satelliten im Auge zu behalten. Diese Stationen empfangen Informationen über den Gesundheitszustand des Satelliten und die von den Instrumenten gemessenen Daten, die dann an das Raumfahrtzentrum in Toulouse weitergeleitet werden.
Seit September ist das CNES an seinem Standort Aussaguel, etwa 30 km südlich von Toulouse, mit einer Antenne der nächsten Generation ausgestattet, die für die Überwachung von Satelliten in erdnahen Umlaufbahnen vom Boden aus optimiert wurde und insbesondere den Bedürfnissen der neuen Akteure im Raumfahrtsektor entspricht. Mit der Unterstützung des Staates, z. B. durch Frankreich 2030 (das bereits vier Konstellationsprojekte gefördert hat), erwartet die CNES "in den kommenden Jahren enorm viele Anfragen von neuen Akteuren für die Satellitenverfolgung", bestätigt Etienne Mercey, Leiter der Abteilung Stations-Engineering. Das Problem: Die derzeitigen gigantischen Parabolantennen sind für ihre Bedürfnisse "überdimensioniert".
"Bisher verwendeten wir denselben Antennentyp zu denselben Kosten, um einen Satelliten wie SWOT zu verfolgen, der bei ausgefahrenen Solarpaneelen eine Spannweite von 12 Metern hat, wie der von dem Startup U-Space gelieferte Cubesat Ness, der eine Seitenlänge von 60 cm hat. Wir haben beschlossen, unser Dienstleistungsangebot zu diversifizieren, um uns an die Bedürfnisse dieser neuen Marktteilnehmer anzupassen", sagt Claude Audouy, Unterdirektor für Telekommunikation, Stationen und Warnungen bei CNES.
Die Menge der zum Boden gesendeten Daten explodiert.
Die französische Weltraumbehörde beauftragte Safran Data Systems mit der Entwicklung eines Demonstrators mit einem Durchmesser von weniger als sechs Metern - halb so groß wie eine herkömmliche Parabolantenne. "Sie kostet in der Anschaffung viel weniger. Für eine Station der neuen Generation muss man mit einer Million Euro rechnen, während eine herkömmliche Antenne fünf Millionen Euro kostet.
Dank des technologischen Sprungs kostet diese Station auch viel weniger in der Wartung, mit nur etwa 20 Stunden Wartung pro Jahr gegenüber 140 Stunden pro Jahr bei einer herkömmlichen Antenne. Sie werden daher für neue Marktteilnehmer erschwinglicher. Diese Stationen haben weniger Kapazität auf den entferntesten Orbits, sind aber für die niedrigen Orbits optimiert, die von Startups besonders begehrt sind", kommentiert Etienne Mercey.
Die Antenne der nächsten Generation ist auch in der Lage, Ka-Band-Missionen abzudecken und bietet somit einen höheren Durchsatz. Eine Leistung, die angesichts der wachsenden Anforderungen von Weltraummissionen notwendig ist. Allein der französisch-amerikanische Satellit SWOT, der zum ersten Mal eine hochauflösende Kartierung der Gewässer der Erde liefert, sendet bei seinen zwanzig Überflügen über die Bodenstationen 400 Gigabyte Daten pro Tag, während frühere Satelliten nur ein halbes Dutzend Überflüge pro Tag absolvieren. Satelliten wie Pléiades Néo senden hochauflösende Bilder zur Erde, die auch einen höheren Datendurchsatz erfordern.
Vier neue Antennen weltweit
Daher die Idee, das Netzwerk der Bodenstationen des CNES weltweit auszubauen. Vier Antennen der neuen Generation nach dem Vorbild des Demonstrators in Toulouse werden in den nächsten Jahren weltweit in Betrieb gehen. Beginnend Anfang 2024 mit einer neuen Station im chilenischen Patagonien und dann 2026 auf La Réunion. Anschließend sollen zwei weitere Antennen in Saint-Pierre und Miquelon sowie in Französisch-Polynesien errichtet werden. "Die neue Station in Patagonien wird unsere polarumlaufenden Stationen entlasten, die sehr stark ausgelastet sind", informiert Claude Audouy.
Parallel dazu hat das CNES von seinem Standort Aussaguel aus ein Teleskop der neuen Generation qualifiziert, das demnächst nach Neukaledonien geschickt werden soll, um die Weltraumüberwachung zu verstärken. Die französische Agentur arbeitet außerdem bis 2026 an einem Demonstrator für eine Antenne mit dynamischem Strahl, die mehrere Satelliten gleichzeitig verfolgen kann, z. B. im Falle einer Konstellation. Das CNES verfügt südlich von Toulouse noch über freie Grundstücke, um bei Bedarf zusätzliche Antennen zu installieren, z. B. um zur Verfolgung der künftigen europäischen Konstellation Iris2 beizutragen.
Florine Galéron