AMSAT-Phase 5-A, erster Empfang von MARS-EXPRESS

AMSAT-Phase 5-A

AMSAT P5-A Bodenstation empfängt erfolgreich den MARS-EXPRESS-Satelliten der ESA.

Seit dem 2. Juni 2003 befindet sich die europäische Sonde "MARS EXPRESS" auf dem Weg zum roten Planeten, um dort am ersten Weihnachtsfeiertag anzukommen und den Lander "Beagle" auf der Mars-Oberfläche zu landen.

Bereits seit Monaten bereiten sich das Institut für Umwelt- und Zukunftsforschung (IUZ) und AMSAT-Deutschland gemeinsam auf dieses Ereignis vor, denn die 20-m-Parabolantenne der Sternwarte Bochum soll auch für die künftige P5-A Mars-Mission der AMSAT-DL als Bodenstation dienen.

Am Sonntag, dem 16. November wurde in Bochum zum ersten Mal das Signal des rund 102 Millionen Kilometer entfernten MARS-EXPRESS für viele Stunden auf 8,4 GHz mit ausgezeichneter Signalstärke (40 dB Hz ~ 6 dB S/N in SSB-Bandbreite) empfangen. Die Empfangseinrichtung bestand aus einem Horn-Strahler, einem Low-Noise-Downkonverter auf 1270 MHz mit Vorverstärker und einem YAESU FT-736R mit NF-Leistungsmesser. Die Signale brauchten für diese Entfernung trotz Lichtgeschwindigkeit rund 6 Minuten.

Der Empfang von MARS-EXPRESS durch Funkamateure ist wohl weltweit erstmalig.

Das obige Bild zeigt die Anlage in Bochum. Die Bodenstation der ESA mit einer 35-m-Parabolantenne befindet sich in New Norcia in der Nähe von Perth/Australien.

Für das Projektteam (allesamt Funkamateure), geleitet vom AMSAT-DL P5-A-Projektleiter Prof. Dr. Karl Meinzer (DJ4ZC) und dem Direktor des IUZ, Thilo Elsner (DJ5YM), ist dies ein entscheidender Durchbruch für die künftige Nutzung der Anlage als Bodenstation für die AMSAT P5-A-Mars-Mission, die in 2007 gestartet werden soll.

Dieser Erfolg war auch erst nach intensiven Umbau- und Renovierungsarbeiten der gesamten Antennenanlage möglich. Demontage, Fertigung und Montage der gesamten elektrischen und mechanischen Ausrüstung für Antriebe und Steuerung wurden durch das IUZ - Sternwarte Bochum mit Unterstützung der Firmen Eurotherm Deutschland und Mach4 Automatisierungstechnik durchgeführt. AMSAT-DL war bei dieser Kooperation insbesondere für die Planung und Programmierung der Antriebs- und Steuerungstechnik der Antenne, sowie für die Hochfrequenztechnik zum Empfangen und Umsetzen der Signale verantwortlich bzw. lieferte das nötige KnowHow. So wurde dank eines neuen Antriebskonzeptes nun eine Positioniergenauigkeit der 20-m-Parabolantenne von rund 1/100 Grad erreicht.

Die dabei beteiligten Mitarbeiter des IUZ waren:

Guido Elsner/DL9DBP,

Werner Klein/DL5DAA,

Stefan Keidel/DB4QW,

Stefan Schröer/DH1DAC,

Ralf Höinghaus/DG5DAT

Thilo Elsner/DJ5YM.

Die beteiligten Funkamateure von Seiten der AMSAT waren:

Hartmut Päsler/DL1YDD - Antriebstechnik und Schnittstelle zur AMSAT-DL,
Freddy de Guchteneire/ON6UG - Feedsystem und HF-Technik,
James R. Miller/G3RUH - Tracking- und Antennensteuerungs-Software,
Karl Meinzer/DJ4ZC - Systemauslegung und AZ/EL-Servodesign,
Michael Kuhne/DB6NT - 8,4-GHz-Vorverstärker und -Konverter.

Nächstes Ziel in Bochum wird es sein, die am ersten Weihnachtsfeiertag am "Roten Planeten" erwartete Ankunft von MARS EXPRESS live zu verfolgen. Ein weiterer Test der Anlage soll am 19. Dezember stattfinden, wenn "Beagle" von der Sonde abgetrennt wird.

Mit diesem Erfolg wurde auch die grundsätzliche Einsatz- und Funktionsfähigkeit der Bochumer 20-m-Parabolantenne als Kommandostation für die P5A-Mars-Mission der AMSAT-DL nachgewiesen. Sie wird dann dazu dienen, den P5-A-Satelliten sicher zum Mars zu navigieren und ihn dort in die Mars-Umlaufbahn zu bringen. Wenn AMSAT P5-A die Erde verlassen hat, werden die Signale für die meisten Funkamateure zu schwach sein. Es ist daher geplant, die Bodenstation in Bochum mit dem terrestrischen Packet-Radio-Netz der Funkamateure zu verbinden, und auch über das Internet werden die Telemetriedaten ständig verfügbar sein. Funkamateure und "Marsianer" (aktiv am Projekt Beteiligte) haben so die Möglichkeit, ständig den Fortschritt der Mission zu beobachten. Die Kommandostationen können dann ebenso per Internet die 20-m-Parabolantenne fernsteuern und den Satelliten bequem per PC kontrollieren.

AMSAT P5-A soll u.a. einen Ballon der "Mars Society Deutschland" absetzen und dient dann als "Fernmelde-Satellit", um die Signale vom Mars zur Erde weiterzuleiten. Einige der dafür erforderlichen neuen Technologien will die AMSAT-DL bereits im Jahr 2005 auf ihrem neuen Satelliten AMSAT P3-E testen.

Mars Odyssey

Es gibt weitere sensationelle Meldungen aus Bochum: Das Empfangssystem wurde bei den Versuchen am 22. November noch einmal zusätzlich um mehr als +4 dB bei linearer Polarisation verbessert, wobei weitere Bemühungen laufen, um den gleichen Gewinn auch bei zirkularer Polarisation zu erreichen. MARS EXPRESS wurde wieder empfangen, diesmal mit einem noch stärkerem Signal. Zusätzlich gelang es dem AMSAT/IUZ-Team sogar, die amerikanische Sonde MARS ODYSSEY auf 8407 MHz zu empfangen, und auch der Dopplereffekt von ca. ± 100 kHz für den Mars-Umlauf konnte beobachtet werden. MARS ODYSSEY befindet sich seit Oktober 2001 in der Umlaufbahn um den roten Planeten. Diese Webseite zeigt, wie MARS ODYSSEY gerade die Erde sieht.

Dies ist natürlich ein weiterer guter und erfolgreicher Tag, aber ist es noch sehr früh, und es müssen noch weitere Optimierungen der Anlage durchgeführt werden. Jetzt wissen wir aber, dass wir mit der Anlage in Bochum ein hochwertiges und präzises Instrument zur Verfügung haben, auf das wir alle sehr stolz sein können. Beste Voraussetzung für den Erfolg der künftigen AMSAT P5-A-Mars-Mission.

Farewell Beagle2, Welcome Cassini!!

Am 19. Dezember machte sich das Team der Sternwarte Bochum und AMSAT-DL erneut an den Empfang von Mars Express, denn um 8:31 UTC wurde der Mars-Lander "Beagle 2" erfolgreich von seinem Mutterschiff abgetrennt. Erste Signale von MEX wurden dann gegen 12:05 UTC empfangen, nachdem die Sonde etwa 0,8 Grad über dem Horizont war und keine Gebäude und Wald mehr im Wege standen. Die Signalstärke und der Dopplershift waren praktisch unverändert. Der WDR berichtete ausführlich über die Ereignisse in Bochum und viele Menschen wollten sich auch mit eigenen Ohren die Signale von Mars Express anhören.

Doch damit nicht genug, am Abend wollte das Team auch noch den Empfang der Saturn-Sonde CASSINI versuchen. Nach einer Reise von 7 Jahren wird Cassini im Juli 2004 in eine Umlaufbahn um den Saturn einschwenken und dort die Huygens-Sonde absetzen. Nachdem noch ein kleines technisches Problem beseitigt wurde, klappte es dann mit dem Empfang von Cassini wie am Schnürchen. Die Bochumer 20-m-Antenne wurde auf das neue Ziel ausgerichtet und nachdem am Empfänger etwas gesucht wurde, tauchte dann das Sendesignal im Lautsprecher auf. Cassini war zu diesem Zeitpunkt etwa 1,2 Milliarden Kilometer entfernt, also knapp 10 mal weiter entfernt als der Mars. Dementsprechend benötigen die Signale von Cassini auch rund 65 Minuten bis zur Erde. Cassini sendet bei 8,42 GHz mit einer Sendeleistung von 20 Watt in eine 4-m-Parabolantenne. Die Signalstärke war spürbar schwächer als Mars Express, aber immer noch einwandfrei im Lautsprecher festzustellen. Um sicher zu sein, wurde die Antenne um Bruchteile eines Grads aus der Richtung gedreht und der Dopplershift gemessen. Das Team um Hartmut Päsler/DL1YDD, Achim Vollhard/DH2VA, Ralph Lampenscherf/DG1EFR, Frank Sperber/DL6DBN, Peter Gülzow/DB2OS, Thilo Elsner/DJ5YM und Guido Elsner/DL9DBP hatte tatsächlich Cassini empfangen!!! Mit dieser Leistung ist die Einsatzfähigkeit des Bochumer 20-m-Spiegels für die AMSAT P5-A Mars-Mission noch einmal zusätzlich bestätigt worden. Ein großer Erfolg für alle Beteiligten, zumal der Empfang von Mars Express in Bochum inzwischen schon wirklich zur Routine geworden ist.

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Kontakte:
AMSAT-DL Projektleiter P5-A Mars-Mission Prof. Dr. Karl Meinzer Ernst-Giller-Str. 20 D- 35039 Marburg Tel. (06421) 684112 Fax. (06421) 2825665	Institut für Umwelt-und Zukunftsforschung Direktor Thilo Elsner Blankensteiner Straße 200a D- 44797 Bochum Tel. (0234) 47711 Fax (0234) 461504 www.sternwarte-bochum.de eMail: