Wie wird sich die Schließung der Arecibo-Schüssel auf die Weltraumkommunikation auswirken?

Die US-amerikanische National Science Foundation gab heute bekannt, dass sie das Radioteleskop Arecibo stilllegt. Die 305-Meter-Schüssel ist berühmt für die Botschaft von 1974 für außerirdische Intelligenz und ihr Erscheinen in mehreren Science-Fiction-Filmen. Weniger glamourös, seine Radarfähigkeiten waren entscheidend für die Verfolgung erdnaher Asteroiden.

Die Anlage ist in den letzten drei Jahren aufgrund von Wirbelstürmen, Erdbeben und Finanzierungskürzungen dem Verfall preisgegeben. Teile der Schüssel sind zusammengebrochen, und zwei Kabel sind gerissen. Unter Berufung auf Sicherheitsbedenken gab die NSF heute die Stilllegung der Anlage bekannt.

Wie wird sich die Schließung von Arecibo auf die Kommunikation mit Weltraumsonden auswirken?

Wikipedia behauptet , dass nur zwei Radarastronomieeinrichtungen regelmäßig genutzt wurden: Arecibo und die 70-Meter-DSS-14-Schüssel in Goldstone. Das Problem ist, dass DSS 14 auch vom Deep Space Network verwendet wird , insbesondere um mit den Sonden Voyagers und New Horizons in Kontakt zu bleiben. Tatsächlich hatte ich bereits Anfang dieser Woche bemerkt, dass DSN begonnen hatte, mit Voyager 2 mit einem Paar 35-m-Schüsseln zu sprechen, anstatt mit den 70-m-Schüsseln. Wurde die Weltraumkommunikation bereits auf kleinere Schüsseln umgeleitet, damit die größeren Schüsseln Asteroiden verfolgen können?

Arecibo-Schaden

Es fühlt sich schlecht an, diese traurige Frage positiv zu bewerten.
Die Schüssel ist 57 Jahre alt und stark beschädigt. Die Reparaturkosten werden enorm sein. Wie viele Betriebsjahre wären nach einer Reparatur möglich?
@Uwe Wie teuer ist es, ein talüberspannendes metallisches Moskitonetz, eine Funkanlage in einer Gondel und ein paar Serverräume zu unterhalten, deren Inhalte regelmäßig aktualisiert werden? Vielleicht auch eine Kantine. Ich schätze, Puerto Rico bekommt auch etwas Geld für Nutzungsrechte.
Das geplante Budget der Einrichtung für 2021 betrug nur 3 Millionen US-Dollar. Eine GoFundMe-Kampagne, irgendjemand?
@mustaccio, das Problem ist, dass die Empfängerplattform komplett neu aufgebaut werden muss: Das Kabel, das brach, tat dies bei nur 60% der Nennlast, was ernsthafte Zweifel an der Sicherheit der restlichen Kabel aufwirft, die es unterstützen.
Wenn außerirdische Zivilisationen so unverantwortlich sind wie wir, würde das das Fermi-Paradoxon erklären .

Antworten (2)

Es gibt einige indirekte Beweise dafür, dass Arecibos Verlust bereits die Kommunikation mit einigen der Weltraumsonden beeinträchtigt hat.

Die offizielle Erklärung der NASA zu Arecibo besagt Folgendes:

Das Goldstone-Observatorium der NASA in Kalifornien, ein weiteres Planetenradar, hat kürzlich nach erfolgreicher Lieferung und Prüfung einer neuen Klystronröhre für seinen Hochleistungssender wieder den vollen Betrieb aufgenommen. Radargeräte wie die in Goldstone und Arecibo werden nur zur Charakterisierung bekannter NEOs verwendet, nicht zur Entdeckung zuvor unbekannter Asteroiden und Kometen, sodass die NEO-Suchbemühungen der NASA nicht durch die geplante Stilllegung des 305-m-Radioteleskops von Arecibo beeinträchtigt werden.

Die FAQ der NASA zur planetaren Verteidigung vor Asteroiden scheint für Arecibos Verlust nicht aktualisiert worden zu sein. Es schreibt Arecibo jedoch zu, dass es eine Auswirkung im Jahr 2029 ausschließt:

Radarbeobachtungen können die Positionsunsicherheit eines Asteroiden von mehreren tausend Kilometern optischer Beobachtungen auf wenige Meter reduzieren. Das Einschlagsrisiko eines potenziell gefährlichen Asteroiden lässt sich mit Radarbeobachtungen relativ schnell aufklären, während es sonst jahrelang ungewiss bleiben könnte, wenn nur optische Beobachtungen zur Verfügung stehen. Dies war der Fall bei dem Asteroiden Apophis, der 2004 entdeckt wurde und von dem ursprünglich angenommen wurde, dass er im April 2029 ein Risiko für einen Erdeinschlag darstellt. Radarbeobachtungen des Arecibo-Observatoriums im Jahr 2005 schlossen diese Möglichkeit eines Einschlags aus.

Es wird auch berichtet, dass die Radaranalyse erdnaher Objekte 1/3 von Arecibos Budget ausmachte:

Das Programm zur Beobachtung erdnaher Objekte stellt dem Arecibo-Observatorium in Puerto Rico jährlich 4,5 Millionen US-Dollar zur Verfügung – etwa ein Drittel des Jahresbudgets des Observatoriums –, um seine planetarische Radarkapazität zu finanzieren. Die National Science Foundation ist dabei, das Arecibo-Observatorium an die University of Central Florida und die von der UCF vorgeschlagenen alternativen Finanzierungswege zu überführen, während sie gleichzeitig die Unterstützung durch die NSF reduziert. Die NASA hat zugestimmt, während dieses Übergangs weiterhin planetare Radarkapazitäten in Arecibo zu finanzieren. Die NASA nutzt auch Planetenradarfähigkeiten an ihrer eigenen Goldstone-Station des Deep Space Network. Das Radar von Goldstone ist jedoch nicht so leistungsfähig wie das von Arecibo, sodass es nicht die gleiche Reichweite in den Weltraum hat, was bedeutet, dass weniger NEOs durch Radar charakterisiert werden könnten.

Mit dem Verlust von Arecibo wird Goldstones DSS-14 nun zur größten und leistungsstärksten Radarschüssel der Welt. (Chinas 500-Meter-FAST-Schüssel ist größer, hat aber keinen Sender und ist rein passiv.) Sky and Telescope berichtet, dass „Arecibo die 18-fache Empfindlichkeit anderer bestehender Einrichtungen wie des Goldstone-Empfängers der NASA bot“. Es heißt auch

Arecibo ist auch für Wissenschaftler unersetzlich. Obwohl es technisch gesehen die zweitgrößte Radioschüssel der Welt ist (Chinas Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope, kurz FAST, hat kürzlich den jahrzehntelangen Rekord von Arecibo gebrochen), verfügt das Observatorium über einzigartige Fähigkeiten, darunter sein Radar. „FAST kann kein Radar, es ist insbesondere nicht in der Lage, aktive Beobachtungen durchzuführen“, erklärt Springman. Aus diesem Grund kann FAST Arecibos Platz in der planetaren Verteidigung nicht einnehmen, indem es Asteroiden und ihre Umlaufbahnen charakterisiert.

Es hört sich so an, als ob ein erheblicher Teil der DSS-14-Zeit von Goldstone von den Aufgaben des Deep Space Network weg und stattdessen auf den Radardienst für erdnahe Objekte umgestellt wird. Die 70-Meter-Schüsseln der anderen beiden DSN-Standorte können ebenfalls in ähnlicher Weise zur NEO-Pflicht verpflichtet werden. Insbesondere der Tracking-Zeitplan für die Canberra DSN-Site zeigt erhebliche Änderungen:

  • In der Vergangenheit wurde die große 70-Meter-Schüssel DSS-43 (die größte auf der Südhalbkugel) fast täglich verwendet, um mit Voyager 1, Voyager 2 oder New Horizons Kontakt aufzunehmen. Es sind jetzt nur vier Kontakte in den nächsten zwei Monaten geplant: einer mit Voyager 1, zwei mit Voyager 2 und einer mit der Solar Parker Probe.
  • Voyager 1 hat keine weiteren geplanten Kontakte mit Canberra. Dies liegt wahrscheinlich daran, dass VGR1 über der Ekliptik liegt, Canberra jedoch auf der Südhalbkugel liegt .
  • Voyager 2 hat 113 weitere geplante Kontakte mit Canberra, wobei die kleineren Schüsseln verwendet werden, normalerweise in einem Paar Schüsseln .
  • New Horizons hat 10 weitere geplante Kontakte mit Canberra, wobei die kleineren Gerichte verwendet werden.

Es gibt also Hinweise darauf, dass ein Teil der Kommunikation mit dem am weitesten entfernten Raumschiff auf die kleineren Schüsseln heruntergekommen ist.

Das ist zu kompliziert für mich (eine Unzulänglichkeit meinerseits, nicht der Post), aber 34-Meter-Schüsseln waren immer in der Lage, sowohl zu senden als auch von den Voyagern zu empfangen . Es war hauptsächlich ein Spiel um Hemisphären und darum, welche Gerichte alte S-Band-Sender und die zugehörigen Modulatoren haben , die mit Voyager sprechen können. Siehe Warum verwendet DSN manchmal zwei Gerichte gleichzeitig, um Voyager-1 zu empfangen? und auch Warum konnte Canberra Voyager 2 hören, aber nicht damit sprechen?
@uhoh: Danke, ich habe Links zu diesen beiden Fragen in der Antwort hinzugefügt.
@uhoh Die Übertragung muss mit einer 74-m-Antenne erfolgen, nicht genug Leistung und Verstärkung, um eine 34-m-Antenne zu verwenden. Tabelle 5-2 und 5-3 von Voyager Telecommunications legt das Verbindungsbudget für Senden/Empfangen fest. Ich hatte noch keine Gelegenheit, alle Zahlen für den geringeren Gewinn der 34-m-Antennen und die erhöhte Reichweite (126 vs. 48,6 AU in Tabellen) durchzugehen, aber ich sehe keine Möglichkeit, dass die Empfangsleistung bei Voyager2 über dem Grundrauschen liegen würde. Doc spricht auch über die Verwendung von 34-Meter-Schüsseln für den Empfang, was eine Lektüre wert ist
@astrosnapper Dann versuche ich, die Bildschirmaufnahme zu verstehen, die in gezeigt wird. Warum verwendet DSN manchmal zwei Gerichte gleichzeitig, um Voyager-1 zu empfangen? was auf bidirektionale Kommunikation mit Voyager 1 von entweder DSS-25 oder DSS-26 hinweist (wenn es ein GIF wäre, könnten wir es sagen). Laut dieser Seite sind 24, 25 und 26 das 34 Meter lange Beam Waveguide Cluster in Goldstone. Ich werde versuchen, die Protokolle durchzugehen und zu sehen, ob ich weitere Instanzen finden kann. Ich kann erneut nach diesem Bild suchen, da ich im Beitrag einen Zeitstempel notiert hatte.
Dies beantwortet die Frage nicht. Während die Arecibo-Anlage zur Verfolgung von Asteroiden verwendet wurde, wurde sie nicht zur Verfolgung oder Kommunikation mit von Menschen hergestellten Sonden verwendet. Die Arecibo-Anlage war kein Teil des Deep Space Network.
@DavidHammen: Natürlich war Arecibo nie Teil von DSN, aber es gibt einen Dominoeffekt, der aufgrund sich überschneidender Zwecke auftritt.
@DavidHammen, der Wortlaut könnte klarer sein, aber die Frage betrifft die Verlagerung des Ladens von Radarastronomieübertragungen von Arecibo auf bestimmte DSN-Gerichte, wodurch sie für ihre Kommunikationsaufgaben weniger verfügbar sind.

Jetzt ist es zu spät, an eine Reparatur zu denken. Die Instrumentenplattform stürzte am ersten Dezembertag in die Schüssel.