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02/10/2024
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Lo scorso settembre ha segnato il completamento di un traguardo fondamentale per la costruzione dell’antenna di comunicazione per lo spazio profondo dell’ESA a New Norcia, in Australia: il sollevamento del riflettore da 122 tonnellate.

Un gigante si risveglia mentre il sole tramonta nel Western Australia. I lavoratori possono finalmente tirare un sospiro di sollievo dopo oltre un giorno trascorso a sollevare con un’enorme gru il colossale riflettore da 122 tonnellate e 35 metri di diametro, completando così la nuova antenna di comunicazione per lo spazio profondo dell’ESA. Con il riflettore e il suo quadrupolo ora installati, l’ESA è sulla buona strada per inaugurare la sua quarta antenna per lo spazio profondo, la seconda nel sito di New Norcia in Australia, entro la fine del 2025. Nota come NNO3, l’antenna New Norcia 3 consentirà alle sonde spaziali di inviare e ricevere dati preziosi raccolti dagli strumenti scientifici a bordo e istruzioni vitali per le operazioni di missione.

ESA completa la nuova antenna per lo spazio profondo in Australia

La costruzione della nuova antenna per lo spazio profondo è una risposta alle crescenti esigenze di capacità dei programmi dell’ESA. Negli ultimi anni, la domanda di stazioni di terra per lo spazio profondo è aumentata notevolmente con l’avvio di missioni più nuove e a maggior contenuto di dati. Tuttavia, la capacità delle tre antenne esistenti nella rete globale di stazioni di terra dell’ESA (Estrack) ha quasi raggiunto il suo limite. L’aggiunta di NNO3 alla rete Estrack allevierà le esigenze di capacità operative per le missioni dell’ESA nei prossimi anni, fornendo anche nuove capacità per missioni scientifiche, come:

Tassi di dati più elevati per missioni lunari, astronomiche e per lo spazio profondo, grazie all’espansione del portfolio di downlink del sito di New Norcia alle bande K e Ka.

Nuove opportunità per la ricerca scientifica radio, grazie all’aggiunta della capacità di uplink nella banda Ka e di attrezzature dedicate per la scienza radio, come richiesto per supportare l’esperimento MORE sulla missione BepiColombo dell’ESA/JAXA verso Mercurio e l’esperimento 3GM sull’ESA Jupiter Icy Moons Explorer.

Prestazioni di downlink migliorate, abilitate dalla combinazione della ricezione dei segnali ricevuti dall’antenna esistente per lo spazio profondo del sito, NNO1, e la nuova NNO3 (conosciuta come arraying).

Le capacità uniche di questo nuovo asset permetteranno ai programmi dell’ESA di ideare nuovi tipi di missioni con requisiti tecnici senza precedenti. Ad esempio, la missione Vigil dell’ESA, destinata a essere lanciata nel 2031 per effettuare previsioni meteorologiche spaziali dal quinto punto di Lagrange Terra-Sole, richiederà un collegamento di comunicazione continuo con la Terra, al quale NNO3 contribuirà.

Oltre a servire principalmente le missioni dell’ESA, NNO3 sarà anche un prezioso ampliamento della rete di antenne per lo spazio profondo a livello internazionale. L’ESA è coinvolta in numerosi accordi di supporto reciproco con agenzie spaziali partner e le loro missioni nello spazio profondo e, grazie alle sue capacità nella banda K, NNO3 svolgerà un ruolo cruciale nel downlink scientifico delle future missioni partner come il Telescopio Nancy Roman della NASA.

Prossimi passi

Il team di Ingegneria delle Stazioni di Terra presso il centro operativo delle missioni ESOC dell’ESA a Darmstadt, in Germania, vanta decenni di esperienza nella costruzione di stazioni di terra all’avanguardia in tutto il mondo. La costruzione dell’antenna NNO3 viene realizzata sotto la guida dell’ESA attraverso un contratto industriale con i principali appaltatori Thales Alenia Space (Francia) e Schwartz Hautmont Construcciones Metálicas (Spagna). Dalla posa della prima pietra nel giugno 2022, è stata costruita la torre dell’antenna e assemblati l’alloggiamento dell’azimut e i contrappesi. Sono stati completati anche molti progetti infrastrutturali sottostanti. Il 19 settembre, il riflettore da 122 tonnellate dell’antenna è stato sollevato e installato sulla torre, in un’operazione che richiedeva una precisione millimetrica. La combinazione del carico da 122 tonnellate con un raggio di curvatura di circa 20 m – a causa del diametro del riflettore principale – ha richiesto l’uso di una rara gru mobile da 750 tonnellate portata appositamente da Perth, 140 km a sud-ovest di New Norcia.

“Raggiungere questo traguardo critico apre la strada alle fasi finali del progetto e rafforza ulteriormente la determinazione e la motivazione del team,” spiega Piermario Besso, Project Manager di NNO3. “Presto saremo in grado di avviare l’implementazione dei vari sottosistemi all’interno dell’antenna necessari per la messa in servizio, il testing e la convalida del sistema completo e per l’implementazione di un’antenna completamente operativa e all’avanguardia entro la fine del 2025.”

NNO3 sarà la più avanzata delle antenne dell’ESA per lo spazio profondo, impiegando una serie di sistemi e tecnologie innovativi. Presenterà alimentatori a antenna raffreddati a cryo nelle bande X e Ka, una tecnologia avanzata recentemente implementata presso le antenne di Cebreros e Malargüe dell’ESA, che consente un significativo aumento della capacità di dati (40–80% a seconda della banda di frequenza). NNO3 è progettato anche per ospitare futuri aggiornamenti, in particolare una trasmissione dedicata nella banda X (80 kW) per casi d’emergenza e uplink ad alta velocità per missioni lunari (22.55–23.15 GHz). Presenterà inoltre il sistema di Monitoraggio e Controllo delle stazioni di terra di nuova generazione – Common Core (GSMC-CC).

Pannelli solari di New Norcia

Il progetto dell’antenna NNO3 include l’estensione della struttura della centrale elettrica dedicata del sito, parte degli sforzi in corso per ridurre l’impatto ambientale dell’ESA. In linea con gli obiettivi di sostenibilità dell’ESA, è prevista l’implementazione di un secondo sistema di generazione di energia fotovoltaica con una potenza massima di 100 kW nel 2025, che estenderà l’odierna centrale fotovoltaica da 250 kW, costruita nel 2017.

Infine, ma non meno importante, il progetto NNO3 ha comportato anche la costruzione di una nuova sala di controllo principale per le tre antenne australiane gestite dall’ESA. Questa struttura ha già visto azioni operative: è stato da qui che il team ha tracciato con successo il volo d’esordio del razzo Ariane 6 dell’Europa utilizzando l’antenna di tracciamento del lanciatore del sito, New Norcia 2, a luglio 2024. L’agenzia nazionale per la scienza dell’Australia, CSIRO, è stata il partner locale dell’ESA per le operazioni e la manutenzione della sua prima antenna per lo spazio profondo nel sito dal 2019 e sarà responsabile anche di attività simili in relazione alla nuova antenna.