Chinesisches Deep-Space-Netzwerk

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Das chinesische Deep-Space-Netzwerk, kurz CDSN, (中國深空網 / 中国深空网, Zhōngguó Shēnkōng Wǎng ‚Chinesisches Tiefraumnetzwerk‘) ist ein Konglomerat von Parabolantennen, die zur Kommunikation mit Raumsonden sowie zur Radioastronomie dienen und in verschiedenen Netzwerken zusammenschaltbar sind.[1] Als „Deep Space“ bzw. 深空 wir in der Volksrepublik China alles definiert, was jenseits von 80.000 km liegt, also jenseits dem maximalen Orbit der vom Satellitenkontrollzentrum Xi’an betreuten Kommunikations- und Aufklärungssatelliten.[2] Der bekannteste Einsatz ist bei den chinesischen Mondmissionen.

Chinesisches Deep-Space-Netzwerk (China)
Kashi
Kashi
Giyamusi
Giyamusi
Kunming
Kunming
Ürümqi
Ürümqi
Miyun
Miyun
FAST
FAST
Qitai
Qitai
21CMA
21CMA
CSRH
CSRH
Tian Ma
Tian Ma
Sheshan
Sheshan
Stationen des chinesischen Deep-Space-Netzwerks in China (rot=Stationen des CVN; grün=militärisch verwaltet; blau=geplant oder im Bau, schwarz=radioastronomische Station)
Chinesisches Deep-Space-Netzwerk (Shanghai)
Tian Ma
Tian Ma
Sheshan
Sheshan
Stationen in Shanghai. Bei diesem Maßstab erscheinen beide Stationen auf einem Punkt

Beschreibung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Ausdruck „Deep-Space-Netzwerk“ bzw. 深空网 entstammt dem Vokabular der Volksbefreiungsarmee und taucht als autochthoner Begriff (also nicht nur als Übersetzung des amerikanischen „Deep Space Network“) erstmals 2009 während der Diskussion um die Errichtung eigener Tiefraumstationen auf, die seinerzeit unter den Verantwortlichen des chinesischen Mondprogramms geführt wurde.[3] In Prinzip existiert ein chinesisches Tiefraumnetzwerk bereits seit 1993 mit Inbetriebnahme des 25-m-Teleskops in den Bergen südlich von Ürümqi. Die 25-m-Antenne des Astronomischen Observatoriums Shanghai konnte danach nicht nur am Southern Hemisphere VLBI Experiment Programm teilnehmen, sondern zusammen mit Ürümqi eine eigene chinesische Basislinie bilden und weit entfernte Objekte beobachten und vermessen.

Alle Stationen sind mit hochpräzisen Wasserstoff-Maser-Uhren ausgestattet und über leistungsfähige Kommunikationsnetze verbunden. Alle Stationen entsprechen den Bestimmungen des CCSDS, somit ist der Datenaustausch mit den Anlagen von anderen Weltraumagenturen möglich, trotz unterschiedlichen technischen Ausstattungen.

Seit ungefähr dem Jahr 2000 nimmt die Raumfahrt und die Radioastronomie Chinas einen großen Aufschwung und es wurde viel investiert.[4] Mit der für 2022 geplanten Mission zum Asteroidengürtel, der Umkreisung eines Jupitermondes und dem Vorbeiflug am Uranus steht das chinesische Tiefraumnetzwerk jedoch noch vor großen Herausforderungen.[5] Die Finanzierung seines schrittweisen Ausbaus aus Mitteln des Förderprogramms für Neue Technologien (科技创新2030—重大项目) des Ministeriums für Wissenschaft und Technologie ist bis 2030 gesichert.[6] Hierbei geht es nicht nur um langfristige Ziele wie den Titanabbau auf dem Mond, sondern auch um unmittelbare Wirtschaftsförderung. In einem Positionspapier aus dem Jahr 2009 heißt es explizit, dass beim Bau der Tiefraumstationen Kashgar und Giyamusi neueste Technik zu verwenden sei, um die heimische Elektronik- und IT-Industrie in ihrer Entwicklung zu fördern (在系统设计理念和技术指标上国际先进,促进国内电子信息技术发展).[7]

Radioastronomische Stationen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ein Teil der Antennen wird sowohl für Radioastronomie als auch zur Unterstützung von Raummissionen eingesetzt. Diese doppelt genutzten Antennen werden von Instituten der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) betrieben. Zur Zeit der Unterstützung von Raummissionen unterstehen sie dem Zentrum für Monderkundungs- und Raumfahrt-Projekte der Nationalen Raumfahrtbehörde, und dort zum Beispiel beim Mondprogramm der Führungsgruppe Monderkundungsprojekt (月球探测工程领导小组). Die Stationen der astronomischen Institute verfügen nur über Empfänger, aber nicht über eigene Sendeanlagen.

Die Antennen von Sheshan, Ürümqi, Miyun, Kunming und Tianma können zu einem nationalen Verband zusammengeschaltet werden und bilden auf diese Weise das Chinese VLBI Network (CVN bzw. 中国VLBI网, Pinyin Zhōngguó VLBI Wǎng), ein VLBI-Teleskop in der Größe Chinas. Die Auswertung der Daten des CVN geschieht in der VLBI-Beobachtungsbasis Sheshan (佘山VLBI观测基地, Pinyin Shéshān VLBI Guāncè Jīdì) des Astronomischen Observatoriums Shanghai.[8][9] Die Anlagen von Shanghai und Ürümqi sind zusätzlich eingebunden in das European VLBI Network. Das Astronomische Observatorium Shanghai tritt hierbei in seiner Eigenschaft als Betreiber der VLBI-Beobachtungsbasis Sheshan als Sprecher der zivilen Radioobservatorien auf.[10]

Militärisch verwaltete Stationen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die ausschließlich für die Raumfahrt genutzten Antennen unterstehen dem Satellitenkontrollzentrum Xi’an der Volksbefreiungsarmee. Die Stationen der astronomischen Institute verfügen nicht über Sendeanlagen, während die Stationen der Volksbefreiungsarmee sowohl Sender als auch Empfänger haben. Die ersten beiden Stationen entstanden in Kashgar und Giyamusi und sind in erster Linie für die Bedürfnisse der Raumfahrt konzipiert und übernahmen ab Chang’e-3 das Tracking und die Steuerung der Mondsonden. Beide Stationen verfügen über Delta DOR zur präzisen Positionsbestimmung von Raumfahrzeugen und entsprechen den Standards des Consultative Committee for Space Data Systems, somit können sie über definierte Schnittstellen Daten mit anderen Weltraumagenturen austauschen. Ebenfalls militärisch verwaltet ist die Station Zapala in Argentinien. Die Standorte sind möglichst weit auseinander gewählt, denn eine längere Basislinie ermöglicht eine genauere Positionsbestimmung.

Stationen des CVN bis 2006[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

25-Meter-Antenne von Ürümqi Nanshan

Das Chinese VLBI Network (CVN bzw. 中国VLBI网, Pinyin Zhōngguó VLBI Wǎng) begann mit den beiden 25-Meter-Radioteleskopen in Sheshan und Ürümqi, die in den 80er und 90er Jahren des 20. Jahrhunderts gebaut wurden. Für die Mondmission Chang’e-1 (2007 bis 2009) kamen vier Stationen zum Einsatz. Im Falle von Kunming und Miyun wurden diese – von den Nationalen Astronomischen Observatorien der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und dem Mondprogramm der Volksrepublik China gemeinsam geplant und finanziert – vom damals der Elektronischen Kampfführung der Volksbefreiungsarmee unterstehenden 39. bzw. 54. Forschungsinstitut der China Electronics Technology Group Corporation speziell für diese Mission gebaut und erst kurz vorher in Betrieb genommen.[11][12][13] Für die Mission brauchte man zusätzlich die Unterstützung der ESA mit dem Antennen-Netzwerk ESTRACK von der Startphase bis zum Einschwenken in den Mondorbit.

  • 50 Meter Miyun (MRT50) bei Beijing, 2005 in Betrieb genommen.[19] Die Anlage wurde als Low-Cost-Projekt realisiert, dient vor allem der Langzeitbeobachtung von Pulsaren, soll Gravitationswellen erkennen können und nimmt Teil an VLBI. Die Anlage war ursprünglich geplant als L-Band-Radioteleskop mit bauartbedingtem Empfangsbereich bis maximal 15 GHz, wurde aber für die Mondmissionen zuerst mit S-Band- und X-Band-Empfängern ausgestattet,[20] später mit Ku-Band und Empfängern für tiefe Frequenzen wie 300 und 610 MHz.[21] Der äußere Bereich der Antennenschüssel besteht aus Metallgitter, das für die ursprünglich geplanten niedrigen Frequenzen reflektierend ist, nur der innere Bereich ist mit einer glatten Oberfläche zum Empfang der höheren Frequenzen ausgekleidet. 40° 33′ 29,9″ N, 116° 58′ 36,1″ O

Stationen in China seit 2006[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Seit der Mondmission Chang’e-1 sind zusätzliche Antennen hinzugekommen. Die militärisch verwalteten Tiefraumstationen in Kashgar und Giyamusi übernahmen ab Chang’e-3 (2013) das Tracking und die Steuerung der Mondsonden. Das neu gebaute 65-m-Teleskop in Tianma bei Shanghai wurde auch für die Chang’e-3-Mission genutzt. Da es, anders als die ausschließlich der Raumfahrt dienenden Tiefraumstationen Kashgar und Giyamusi, nur zeitweise am Mondprogramm beteiligt sein und überwiegend für radioastronomische Beobachtungen genutzt werden sollte, gab es wie bei Miyun und Kunming eine Kofinanzierung, hier durch die Chinesische Akademie der Wissenschaften, das Mondprogramm und die Stadtregierung von Shanghai.[25]

  • 35-Meter-Antenne in der Wüste 130 km südlich von Kashgar, S/X/Ka-Band-Empfänger, betrieben von der Tiefraumstation Kashgar des Satellitenkontrollzentrums Xi’an. 38° 25′ 17″ N, 76° 42′ 51,8″ O
  • 66-Meter-Antenne in einem Waldgebiet 45 km südöstlich Giyamusi, S/X-Band-Empfänger, betrieben von der Tiefraumstation Giyamusi des Satellitenkontrollzentrums Xi’an. 46° 29′ 38″ N, 130° 46′ 14,2″ O.[26]
  • 65-Meter-Tianma-Radioteleskop bei Shanghai (SH65), betrieben vom Astronomischen Observatorium Shanghai. Die Antennenschüssel ist voll beweglich und verfügt über adaptive Anpassung der Oberfläche mit Aktuatoren für hohe geometrische Präzision. Der Empfangsbereich ist 1–50 GHz, und es gibt Hochleistungsempfänger für die Frequenzbänder L, S, X, C, Ku, K, Ka, Q. Der Bau wurde 2008 beschlossen, Grundsteinlegung war Ende 2009, der Baubeginn war 2010, eröffnet wurde die Station Ende 2012, der Ausbau der oberen Frequenzbänder erfolgte bis 2015.[27] Höhe 79 Meter, Gewicht 2.700 Tonnen. Die Station hat Delta-DOR-Technik und nimmt Teil an VLBI. 31° 5′ 31,6″ N, 121° 8′ 11,4″ O
  • 40-Meter Radioteleskop in Miyun (MRT40). Das neue Radioteleskop befindet sich direkt neben dem 50-Meter-Teleskop. Das Teleskop wurde 2017 getestet und abgenommen. Seither wird die Anlage hauptsächlich genutzt für die Chang’e-5 Mission und andere astronomische Beobachtungen. Es gibt Empfänger für S-,X- und Ku-Band. Für die geplante Marsmission, die 2020 gestartet werden soll, sollen die beiden 40- und 50-Meter-Antennen von Miyun mit der zukünftigen 70-Meter-Antenne von Wuqing (WRT70) und der 40-Meter-Antenne von Kunming (KRT40) für den Datenempfang zu einem Array zusammengeschaltet werden.
Das chinesische Deep-Space-Netzwerk im Jahr 2013

Damit sah das für Tiefraummissionen zur Verfügung stehende Antennennetzwerk im Jahr 2013 wie in der nebenstehenden Skizze aus. Die 25-m-Antenne in Sheshan wurde für Notfälle in Bereitschaft gehalten, kam aber nicht mehr zum Einsatz. Die militärischen Tiefraumstationen (grün) mit ihren Transceivern sind seit dem Start von Chang’e-3 am 1. Dezember 2013 ununterbrochen im Einsatz und steuern das Ultraviolett-Teleskop auf den Lander der Sonde, das von den Astronomen der Nationalen Observatorien ständig genutzt wird.[28] Dazu kommen seit 2018 noch Lander und Rover von Chang’e-4 mit ihren Nutzlasten.

Entsprechend den Bedürfnissen der einzelnen Missionen werden die zivilen Radioteleskope (blau) im Einzelfall zugeschaltet. So tragen während der kritischen Startphase alle der in der Karte eingezeichneten Stationen (seit Chang’e-4 auch Zapala) in einem VLBI-Netzwerk zur präzisen Ortsbestimmung der Raumfahrzeuge bei. An der Platzierung des Relaissatelliten „Elsternbrücke“ in einem Halo-Orbit um den L2-Punkt hinter dem Mond waren 2018 nur Kashgar und Giyamusi sowie Nanshan und Miyun beteiligt. Für den Empfang der wissenschaftlichen Daten vom Mond sind die Antennen in Miyun und Kunming eingeteilt.[29] Während bei den frühen Mondmissionen die zivilen und militärischen Netzwerke getrennt waren, können seit 2013 alle Stationen über die vom Observatorium Shanghai entwickelte eVLBI-Software direkt miteinander kommunizieren.[30]

Tiefraumstation Zapala in Argentinien[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Chinesisches Deep-Space-Netzwerk (Argentinien)
Estación del Espacio Lejano
Estación del Espacio Lejano
Station des chinesischen Deep-Space-Netzwerks in Argentinien
35-Meter-Antenne der Estación del Espacio Lejano

Bereits 2010 hatte das seinerzeit dem Hauptzeugamt der Volksbefreiungsarmee (seit dem 1. Januar 2016 der Strategischen Kampfunterstützungstruppe der Volksrepublik China) unterstehende Generalkommando Satellitenstarts, Bahnverfolgung und Steuerung (中国卫星发射测控系统部), die vorgesetzte Dienststelle des Satellitenkontrollzentrums Xi’an,[31] bei der argentinischen Kommission für Weltraumaktivitäten angefragt, ob es möglich wäre, dort eine Bodenstation zu errichten, in ähnlicher Art wie die Station der ESA in Malargüe.[32]

Nach die Standortwahl fiel, unter anderem aus tektonischen Gründen, auf die Provinz Neuquén am nördlichen Rand von Patagonien. Im Jahr 2012 unterzeichnete das Generalkommando Satellitenstarts ein bilaterales Abkommen mit der Kommission für Weltraumaktivitäten (CONAE) sowie ein trilaterales Abkommen mit der CONAE und der Provinzregierung von Neuquén, worin vereinbart war, dass die Provinz der Volksrepublik China für 50 Jahre ein Areal für den Bau einer Tiefraumstation zur Verfügung stellen würde und die CONAE im Gegenzug diese Großantenne für eigene, nationale und internationale Projekte nutzen konnte und am Mondprogramm sowie am Marsprogramm der Volksrepublik China beteiligt werden würde.[33]

Auf der Basis des Abkommens mit der Provinz Neuquén begann die Chinesische Hafenbau GmbH (中国港湾工程有限责任公司), eine für Auslandsprojekte zuständige Tochtergesellschaft der China Communications Construction Company, Ende 2013 mit Erdarbeiten auf einem 200 ha großen Gelände etwa 75 km nördlich der Stadt Zapala. In China ist die aus technischen Gründen weit abseits von jeglicher Zivilisation liegende Tiefraumstation (spanisch estación del espacio lejano) nach diesem Ort benannt (萨帕拉深空站). In Argentinien wird zur Ortsbezeichnung meist Bajada del Agrio verwendet, ein bereits im Departamento Picunches liegender kleiner Ort, der circa 20 km von der Station entfernt ist. Öffentliche argentinische Quellen benutzen auch die Bezeichnung Estación de Espacio Profundo CLTC-CONAE-NEUQUÉN.

Diese Station besitzt umfangreiche Gebäudekomplexe, ein eigenes Kraftwerk und liegt auf dem Globus ungefähr auf der gegenüberliegenden Seite zu China. Zusammen mit den Stationen auf chinesischem Boden erreicht das Netzwerk eine Himmelsabdeckung von 90 %. Die Station verfügt über Delta-DOR-Technik zur präzisen Positionsbestimmung von Raumfahrzeugen zusammen mit den übrigen Tiefraumstationen und ist kompatibel mit CCSDS.

Die Station sollte laut endgültigem Vertrag vom 23. April 2014 nur zivilen Zwecken dienen, wird aber von der Hauptabteilung Satellitenstarts, Bahnverfolgung und Steuerung (中国卫星发射测控系统部, Pinyin Zhōnggúo Wèixīng Fāshè Cèkòng Xìtǒng Bù, engl. China Satellite Launch and Tracking Control bzw. CLTC) der Strategischen Kampfunterstützungstruppe der chinesischen Volksbefreiungsarmee (中国人民解放军战略支援部队, Pinyin Zhōnggúo Rénmín Jiěfàngjūn Zhànlüè Zhīyuán Bùduì) betrieben. Aufgrund mangelnden Einblicks in die Strukturen der chinesischen Raumfahrt – es gibt in China keine zivile Raumfahrt, jeder Fernsehsatellit und jede Mondsonde gehört der Volksbefreiungsarmee – führt dies in Argentinien zu innenpolitischen Diskussionen.[34] Im Februar 2017 waren die Bauarbeiten weitgehend beendet,[35] die Inbetriebnahme erfolgte im April 2018.

Das Treffen am 13. Dezember 2018. In der Mitte links Generalmajor Huang, rechts Generalsekretär Menicocci.

Bisher sind zwei größere Antennen realisiert. 38° 11′ 27,3″ S, 70° 8′ 59,6″ W, 434 m

  • 35-Meter-Antenne, S/X/Ka-Band-Empfänger[36]
  • 13,5-Meter-Antenne

Ihren ersten Einsatz hatte die Station bei der Chang’e-4-Mission, die am 20. Mai 2018 mit dem Start des Relaissatelliten „Elsternbrücke“ begann.[37]

Die Tiefraumstation Zapala wird vom Satellitenkontrollzentrum Xi’an betrieben und dient primär der Telemetrie, Bahnverfolgung und Steuerung der Mondsonden, ab 2020 auch der Marssonde Yinghuo-2. In dem Vertrag von 2014 war aber vereinbart, dass die argentinische Kommission für Weltraumaktivitäten die Antenne während 10 % der Zeit für eigene Zwecke nutzen kann, genauso wie in dem von der ESA 2009 mit Argentinien geschlossenen Vertrag über ihre ESTRACK-Station in Malargüe. Hierfür steht naturgemäß nur die Zeit nach dem Monduntergang in Argentinien zur Verfügung. Am 13. Dezember 2018 besuchte eine chinesische Delegation unter der Leitung von Generalmajor Huang Qiusheng (黄秋生),[38] dem Politkommissar der Hauptabteilung Satellitenstarts, Bahnverfolgung und Steuerung bei der Strategischen Kampfunterstützungstruppe der Volksbefreiungsarmee, das Hauptquartier der CONAE in Buenos Aires, um zusammen mit Félix Menicocci, dem Generalsekretär der Kommission für Weltraumaktivitäten, den konkreten Zeitplan zu besprechen (die CONAE betreibt mehrere Aufklärungssatelliten in der Erdumlaufbahn)[39] sowie Möglichkeiten für eine Beteiligung Argentiniens am chinesischen Mondprogramm auszuloten.[40]

Anlagen für Radioastronomie[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

21 Centimeter Array (21CMA)
  • Das Miyun Synthesis Radio Telescope (MSRT) ist ein Teleskop zur Beobachtung der Sonnenaktivität und untersucht den Frequenzbereich von 232 MHz. Es besteht aus 28 Antennen mit einem Durchmesser von jeweils 9 Metern mit Basislinien zwischen 18 m und 1164 m im Intervall von 6 m. In Betrieb ist es seit 1998.[41] Die Anlage befindet sich in unmittelbarer Nähe zum 50-Meter und 40-Meter-Radioteleskop, durch Zuschaltung der 50-Meter-Antenne kann die Empfindlichkeit um den Faktor 2 gesteigert werden. 40° 33′ 27,9″ N, 116° 58′ 36,1″ O
  • Das 15-Meter-Radioteleskop in Miyun wurde 1992 gebaut und zur Erforschung von Pulsaren eingesetzt, dann aber ungefähr 2002 zugunsten des 50-Meter-Radioteleskops abgebaut.[42]
  • FAST Radioteleskop, das Radioteleskop mit dem weltweit größten Hauptspiegel. Der Gesamtdurchmesser des unbeweglichen sphärischen Hauptspiegels ist 500 Meter; effektiv empfangbar sind die Signale auf einer Fläche im Durchmesser von 300 Meter. Aufgrund der physikalischen Eigenschaften ist diese Einrichtung hauptsächlich für Radioastronomie einsetzbar. Bei der Marsmission 2020 soll FAST jedoch eine wichtige Rolle spielen, nicht nur weil das Teleskop aufgrund seiner großen Apertur die Telemetriesignale interplanetarer Sonden im Alleingang empfangen kann, sondern vor allem wegen des Frequenzbereichs seiner Empfänger (70 MHz bis 3 GHz). Die Marssonde Yinghuo-2 bremst bei ihrer Landung innerhalb von 8 Minuten von 14facher Schallgeschwindigkeit auf 0 ab,[43] wodurch sich durch den Doppler-Effekt die Frequenz der Trägerwelle der Telemetriesignale im X-Band rasch und stark ändert. Bei der plötzlichen Bremsung durch das Öffnen des Fallschirms werden die regulären Tiefraumstationen mit großer Wahrscheinlichkeit den Kontakt mit der Sonde verlieren und man muss auf – ebenfalls nicht unproblematische – Dezimeterwellen-Kommunikation zurückgreifen.[44][45] 25° 39′ 11,5″ N, 106° 51′ 24,1″ O
  • 21 Centimeter Array (21CMA) in Ulastai, Xinjiang. Fertiggestellt 2006, ausgebaut 2009 mit neuen rauscharmen Verstärkern und besserer Computertechnik zur Auswertung. Dieses Array in einem abgelegenen Tal untersucht die schwachen Emissionen des neutralen Wasserstoffs durch die HI-Linie.[46] Das Array besteht aus 81 Gruppen (Pods) mit insgesamt 10287 Antennen. Diese sind in zwei zueinander rechtwinkligen Armen angeordnet, einer 6,1 km lang in Ost-West-Richtung, der andere 4 km lang in Nord-Süd-Richtung. Jede Antenne hat 16 Dipole mit Längen zwischen 0,242 bis 0,829 Metern und deckt einen Frequenzbereich von 50 bis 200 MHz ab. Alle Antennen sind auf den ekliptischen Pol ausgerichtet.[47] 42° 55′ 27,1″ N, 86° 42′ 57,6″ O
  • Chinese Spectral Radio Heliograph (CSRH), nach der Fertigstellung umbenannt in MUSER (MingantU SpEctral Radioheliograph). Das CSRH basiert auf einer gemeinsamen Auswertung der Daten von 40 Radiotesleskopen mit 4,5 m Durchmesser für den Bereich 400 MHz bis 2 GHz und 60 Teleskopen mit Durchmesser 2 Meter für den Bereich 2–15 GHz, angeordnet in drei Spiralarmen. Der Standort ist in der Inneren Mongolei bei Mingantu. Die Einrichtung kann zeitlich, räumlich und spektral hochaufgelöste radioastronomische Karten erstellen. Der Baubeginn war 2009 und das erste Licht 2013.[48][49] 42° 12′ 38,2″ N, 115° 14′ 27″ O

Geplante oder in Bau befindliche Stationen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]


Deep-Space-Antennen für die Raumfahrt mit Durchmesser 30 m oder mehr im Vergleich (Stand 3. Q. 2019)
DSN (NASA) CDSN ESTRACK Roskosmos JAXA ISTRACK
Bestehende Anlagen 70 m 3 x

34 m 9 x

65 m 2 x

50 m 1 x

40 m 2 x

35 m 2 x

35 m 3 x 70 m 2 x

64 m 1 x

64 m 1 x

34 m 1 x

32 m 1x
Anlagen geplant oder im Bau 34 m 2 x 110 m 1 x

70 m 1 x

35 m 3 x

32 m 1 x 54 m 1 x
Bei Bedarf zuschaltbar

oder Backupsysteme

Parkes-Observatorium

VLA

25 m 2 x

FAST

nationale Stationen

der Esa-Staaten[55]

30 m 1 x

20 m 1 x

18 m 1 x
Gesamt (Standardbetrieb) 12 7 3 3 2 1

Satellitentracking[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Neben dem chinesischen Deep-Space-Netzwerk gibt es noch ein umfangreiches, vom Satellitenkontrollzentrum Xi’an aus koordiniertes Stationsnetz für schnelles Tracking von Satelliten in niedrigen Umlaufbahnen und für Raumfahrzeuge nach dem Start wie Shenzhou 7 oder bemannte Raumstationen wie Tiangong 1. Die Anlagen darin verfügen über kleinere, dafür schnell bewegliche Antennen, um den sich schnell über den Himmel bewegenden Objekten zu folgen.

Innerhalb der Grenzen Chinas sind derzeit (2019) folgende Bodenstationen aktiv:

Die 1967 errichtete Bodenstation Minxi in der Provinz Fujian wird im Normalfall nicht mehr für Tracking-Zwecke verwendet und nur noch als Reserve vorgehalten. Ansonsten ist Minxi für die Verbindungsarbeit zwischen den einzelnen Bodenstationen zuständig.[57]

Bei der Rückkehr einer Mondsonde eingesetzte Tracking-Stationen

Außerdem gibt es noch Stationen in Jiuquan und dem etwa 50 km nordöstlich davon gelegenen Jinta sowie die direkt beim Kosmodrom Jiuquan in der Inneren Mongolei gelegene Bodenstation Dongfeng, nach dem Aimag bzw. Bund, in dem das Kosmodrom liegt, auch Bodenstation Alxa genannt. Diese werden jedoch nur bei Raketenstarts und vor allen Dingen beim Tracking von unbemannten und bemannten Rückkehrkapseln im Anflug auf den Landeplatz Dörbed nördlich von Hohhot aktiviert. Ebenfalls nur zeitweise aktiviert ist die Bodenstation Wudan im Ongniud-Banner.

In Qakilik, Autonome Region Xinjiang, wurde für die Rückkehrphase des Mondprogramms eine im X-Band operierende Radarstation mit Phased-Array-Antenne errichtet. Ebenfalls für die Rückkehrphase des Mondprogramms wurde das Astronomische Observatorium Sênggê Zangbo in Ngari (Westtibet) mit einem Leitstrahlsystem und einem mobilen Mehrstrahl-Fernüberwachungs- und -Steuerungsgerät ausgestattet.[58] Außerdem gibt es noch zwei mobile Überwachungstrupps, von denen der eine normalerweise beim Landeplatz Dörbed stationiert ist, der andere in Khotan im Süden Xinjiangs.[59]

Bei Raketenstarts vom Kosmodrom Wenchang werden die Tracking-Stationen auf dem Bronzeltrommel-Berg (铜鼓岭, Pinyin Tónggǔ Lǐng) unweit des Kosmodroms sowie diejenige auf Duncan, einer der Paracel-Inseln, aktiviert. Außerhalb Chinas gibt es Tracking-Stationen in Karatschi (Pakistan), Malindi (Kenia), Swakopmund (Namibia) und Santiago de Chile.

Tracking-Schiffe[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Yuan Wang 6 im Jahr 2011

Es gibt außer den festen Stationen derzeit (2019) noch fünf Bahnverfolgungsschiffe der Yuan-Wang-Klasse (远望号, Pinyin Yuǎn Wàng Hào, wörtl. „in die Ferne blickend“), eines davon auf ihrer Heimatbasis in Jiangyin stationär vertäut, die dem Satellitenkontrollzentrum Xi’an, also der Hauptabteilung Satellitenstarts, Bahnverfolgung und Steuerung (卫星发射测控系统部, Pinyin Wèixīng Fāshè Cèkòng Xìtǒng Bù) der Strategischen Kampfunterstützungstruppe der Volksbefreiungsarmee unterstehen. Die Bahnverfolgungsschiffe sind mit je drei beweglichen Parabolantennen ausgerüstet, die über Interferometrie wie eine einzige große Schüssel arbeiten. Die Nutzung ist hauptsächlich für Tracking von Raketen nach dem Start und für Satelliten in niederen und mittleren (weniger als 2000 km bzw. zwischen 2000 km und 36.000 km) sowie in geostationären (35.786 km) Orbits. Hierbei arbeiten die Bahnverfolgungssschiffe auf dem S- und dem C-Band des Mikrowellenbereichs.[60] Um die Messgenauigkeit zu erhöhen, sind die Bahnverfolgungsschiffe mit Flossenstabilisatoren ausgestattet, die das Rollen des Schiffes bei Wind und Seegang auf 3° begrenzen. Da aber das Schiff immer noch schwankt, sind die Geräte mit einem Laserkreisel-Trägheitsnavigationssystem ausgestattet, das diese Schwankungen automatisch herausrechnet. So kann bei Missionen, wo eine ständige Datenübertragung zwischen Schiff und Satellit nötig ist, zum Beispiel bei Operationen mit Aufklärungssatelliten der Yaogan-Serie (遥感xx号),[61] eine der Parabolantennen automatisch auf den Satelliten ausgerichtet bleiben.[62]

Im Zusammenwirken mit den Aufklärungssatelliten kann von den Tracking-Schiffen frühzeitig ein Start von Interkontinentalraketen entdeckt werden.

Bahnverfolgungschiffe
Name Länge Breite Tiefgang Höhe Standard-verdrängung Hersteller Stapellauf Indienststellung Deaktivierung Status
Yuan Wang 1 191 m 22,6 m 9 m 38 m 21.000 t Jiangnan-Werft 31. August 1977 Anfang 1980[63] 26. November 2011 Schenkung an das Museum der Jiangnan-Werft in Shanghai.[64]
Yuan Wang 2 191 m 22,6 m 9 m 38 m 21.000 t Jiangnan-Werft Oktober 1977 Anfang 1980[65] Seit Dezember 2010 an einem Kai der Basis 23 (Jiangyin) vertäut, fungiert dort als feste Bodenstation für die Überwachung und Steuerung der regulären Satellitenfunktionen.[66]
Yuan Wang 3 180 m 22,2 m 8 m 37,8 m 17.000 t Jiangnan-Werft 26. April 1994 18. Mai 1995 Hochseedienst
Yuan Wang 4 156,2 m 20,6 m 7,5 m 39 m 12.000 t Chengxi-Reparaturwerft[67] August 1998 1999 Januar 2011 Bei einer Zielübung mit einer Dongfeng 21D Mittelstreckenrakete versenkt.[68][69]
Yuan Wang 5 222,2 m 25,2 m 8,2 m 40,85 m 25.000 t Jiangnan-Werft September 2006[70] 29. September 2007 Hochseedienst
Yuan Wang 6 222,2 m 25,2 m 8,2 m 40,85 m 25.000 t Jiangnan-Werft 16. März 2007 Juli 2008 Hochseedienst
Yuan Wang 7 224,9 m 27,2 m 44,2 m 27.000 t[71] Jiangnan-Werft 15. Oktober 2015 12. Juli 2016 Hochseedienst

Relaissatelliten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Chinas Weltraumagentur verfügt über vier Relais-Satelliten der Baureihe Tianlian 1 in geostationären Umlaufbahnen, die untereinander und zum Boden Daten weiterleiten können und auf diese Weise Kommunikation mit Raumfahrzeugen ermöglichen, die keinen direkten Kontakt zu Bodenstationen haben. Die Technik der Relais-Satelliten ermöglicht eine Zwischenspeicherung von Daten, eine höhere Bandbreite von Datenverbindungen, sowie eine größere Himmelsabdeckung.

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. 王美 et al.: 深空测控网干涉测量系统在“鹊桥”任务中的应用分析. In: http://jdse.bit.edu.cn/. Abgerufen am 23. Mai 2019 (chinesisch).
  2. 董光亮、李海涛 et al.: 中国深空测控系统建设与技术发展. In: http://jdse.bit.edu.cn/. 5. März 2018, abgerufen am 23. Mai 2019 (chinesisch).
  3. 董光亮、李海涛 et al.: 中国深空测控系统建设与技术发展. In: http://jdse.bit.edu.cn/. 5. März 2018, abgerufen am 20. Mai 2019 (chinesisch).
  4. Man beachte: Während sich beim 100-m-Teleskop in Qitai die MT Mechatronics aus Mainz, die bereits am Bau des 100-m-Radioteleskops Effelsberg beteiligt gewesen war, um den Auftrag bemüht und dann natürlich in Euro zu bezahlen wäre, beruht der Großteil der hier dargestellten Anlagen auf heimischer Technologie. Bei einer Beurteilung der Kosten ist also nicht die Umtauschrate in Betracht zu ziehen, sondern die Kaufkraft, wo ein Yuan etwa einem Euro entspricht. Die chinesische Regierung wendet hier wirklich sehr viel Geld auf.
  5. Andrew Jones: Mars, asteroids, Ganymede and Uranus: China's deep space exploration plan to 2030 and beyond. In: gbtimes.com. 14. Juli 2017, abgerufen am 22. Juni 2019 (englisch).
  6. 科技创新2030—重大项目(16个项目,已启动4个项目). In: sciping.com. 5. September 2018, abgerufen am 25. Mai 2019 (chinesisch).
  7. 董光亮、李海涛 et al.: 中国深空测控系统建设与技术发展. In: jdse.bit.edu.cn. 5. März 2018, abgerufen am 25. Mai 2019 (chinesisch). Dieser Artikel wurde in der vom Ministerium für Industrie und Informationstechnologie (工业和信息化部) herausgegebenen Zeitschrift für Tiefraumerkundung (深空探测学报) veröffentlicht. Es handelt sich also um eine regierungsamtliche Verlautbarung.
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  39. Laut dem Vertrag von 2014 soll Zapala ausschließlich zivilen Zwecken dienen. Daher muss sichergestellt werden, dass über diese Station keine von SAOCOM 1A angefertigten Fotos der Malvinas/Falklandinseln etc. empfangen werden.
  40. Delegación china visitó la CONAE. In: https://www.argentina.gob.ar/. 27. Dezember 2018, abgerufen am 25. Mai 2019 (spanisch).
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Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]