Wird es für TESS „Near Space“-Ka-Band-Zuweisungen geben?

Update: Weitere Informationen in der Phys.org-Nachricht TESS-Mission zur Entdeckung neuer Planeten nähert sich dem Start , einschließlich eines Videos der Endmontage des Teleskop-Arrays.

Siehe auch die TESS-Seite von GSFC .

Die Frage: Wird es „Near Space“ Ka-Band-Zuteilungen für TESS geben? sucht ein boolesches ja/nein und adressiert das Item am Ende: Gibt es jetzt genehmigte Nahraum-Ka-Band-Frequenzen, und muss der Wikipedia-Artikel aktualisiert werden?

TESS verfügt über eine Gruppe von vier Weitfeldkameras mit jeweils vier großen CCD-Bildgebern, die photometrische Daten mit einer relativ hohen Kadenz sammeln und daher eine Menge Daten erzeugen.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

oben: "TESS (Astro-EX 1) [MIT]" Von Gunter's Space Page .

Tess wird zweimal im Monat in der Nähe der Erde vorbeikommen, um einen nominellen Download von 100 Mbit/s für 4 Stunden zu erhalten:

Laut TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite)

Table 1: Overview of spacecraft parameters:
    [...]
RF communications:     Ka-band 100 Mbit/s science downlink

Weiter heißt es im Artikel:

DHU (Data Handling Unit): Die DHU ist ein Space Micro Image Processing Computer (IPC-7000), der aus sechs Platinen besteht: einem IPC (Image Processing Computer), der zwei Virtex-7-FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) enthält, die dienen als Schnittstellen zu den vier Kameras und Hochgeschwindigkeits-Datenverarbeitung; ein Einplatinencomputer Proton 400 k, der für die Steuerung, Kommunikation mit der Master-Avionikeinheit des Raumfahrzeugs und die Verbindung mit dem Ka-Band-Sender verantwortlich ist; zwei 192-GB-SSB-Karten (Solid-State Buffer) für Massendatenspeicherung; eine analoge E/A-Leistungsschalterplatine zur Steuerung der Instrumentenleistung; und eine Stromversorgungsplatine für die DHU.

Die CCDs (Charge Coupled Devices) erzeugen einen kontinuierlichen Bilderstrom mit einer Belichtungszeit von 2 Sekunden. Diese werden von den FPGAs auf dem IPC empfangen und in aufeinanderfolgenden Gruppen von 60 summiert, was eine effektive Belichtungszeit von 2 Minuten ergibt. Während des wissenschaftlichen Betriebs führt die DHU eine Echtzeitverarbeitung der Daten von den vier Kameras durch und wandelt CCD-Bilder in die Datenprodukte um, die für die Nachbearbeitung am Boden erforderlich sind. Ein primäres Datenprodukt ist eine Sammlung von Subarrays (nominell 10 x 10 Pixel), die auf vorausgewählte Zielsterne zentriert sind. Der Proton400 k extrahiert diese Subarrays aus jedem 2-Minuten-Summenbild, komprimiert sie und speichert sie im SSB vor der Kapselung als CCSDS-Pakete für den Ka-Band-Sender. Vollbildbilder werden ebenfalls alle 30 Minuten gestapelt und im SSB gespeichert. Daten von der SSB werden alle 13,7 Tage am Perigäum heruntergelinkt.

Am Perigäum wird der wissenschaftliche Betrieb für nicht mehr als 16 Stunden unterbrochen, um die Antenne von TESS auf die Erde zu richten, Daten herunterzuladen und die Beobachtung wieder aufzunehmen. Dies beinhaltet eine nominelle 4-Stunden-Periode für den Downlink von Ka-Band-Wissenschaftsdaten unter Verwendung des DSN (Deep Space Network) der NASA. Darüber hinaus ist aufgrund des durch den Sonnenstrahlungsdruck induzierten Drehimpulsaufbaus von ~1,5 Nm gelegentlich eine Impulsentlastung erforderlich. Zu diesem Zweck verwendet TESS seine Hydrazin-Triebwerke.

Die Verwendung des höherfrequenten Ka-Bands anstelle des X-Bands oder Ku-Bands ermöglicht eine Kombination aus höherer Geschwindigkeit und/oder geringerer Leistung und/oder kleinerem Antennenschüsseldurchmesser mit hoher Verstärkung.

Hier sind einige gerundete Zahlen aus diesen Links:

band    frequency    wavelength
----    ---------    ----------
 X       8-12 GHz     37-25  mm
 Ku     12-18 GHz     25-17  mm
 Ka     27-40 GHz     11-7.5 mm

Laut dem Wikipedia-Artikel Deep Space Bands wird der Weltraum von der ITU als mehr als 2.000.000 km von der Erdoberfläche entfernt definiert. Dies schließt alles aus, was mit der Umlaufbahn des Mondes zu tun hat, und schließt auch die Lagrange-Punkte Sonne-Erde L1 und L2 aus. Sie schließt damit die Erdumlaufbahn von TESS mit ihrer Dauer von nur 13,7 Tagen aus.

Im Wikipedia-Artikel gibt es keine Einträge für Ka-Band-zugelassene Frequenzen für den nahen Weltraum; Es gibt ein Sternchen, das anzeigt , dass No assignment or not supported by the DSN.TESS das Deep Space Network verwendet , um seine Daten herunterzuladen – nicht TDRS .

Gibt es jetzt zugelassene Nahraum- Ka-Band-Frequenzen und muss der Wikipedia-Artikel aktualisiert werden?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

oben: "TESS' nie zuvor benutzte P/2-Umlaufbahn." Bild: GSFC/NASA. Von der TESS-Mission der NASA von Extreme Tech auf dem Weg, 2017 mit der Jagd auf Exoplaneten zu beginnen . Die letzte Umlaufbahn von TESS ist die breitere der beiden vollständigen Ellipsen (rot) mit Periapsis in der Nähe von LEO und Apoapsis in der Nähe, aber weniger als der Umlaufbahn des Mondes. Der Zeitraum beträgt 13,7 Tage oder die Hälfte des Mondes und ist so gestaffelt, dass der Mond um 90 Grad vor- oder nacheilt, wenn TESS die Apoapsis erreicht, um die stärksten Störungen der Mondgravitation aufzuheben und der Umlaufbahn eine stabile Lebensdauer zu verleihen von Jahrzehnten.

Ich habe gerade den Artikel von Phys.org aus dem Jahr 2015 gelesen: Das NASA-Team entwickelt ein neues Ka-Band-Kommunikationssystem, um das Rauschen zu durchbrechen, was darauf hindeutet, dass die NASA eine Ka-Band-Zuweisung für LEO hat, vielleicht nur zu Testzwecken? Ich verstehe wirklich nicht im Detail, wie diese Zuordnungen funktionieren.
Ich bin mir nicht sicher, ob Sie nach Zuweisungen fragen, was eine rechtliche Sache ist, oder nach Fähigkeiten, was eine technische Sache ist. Der neueste DSN-Dienstkatalog ( deepspace.jpl.nasa.gov/files/820-100-F1.pdf ) zeigt nur S-, X- und Ka-Band-Fähigkeiten, nicht Ku. Wenn Sie nach der Zuteilung fragen, das ist eine ITU/WRC-Sache, und es gab Änderungen sowohl an Ka als auch an Ku, aber nicht an K: itu.int/en/ITU-R/seminars/rrs/2017-Africa/Documents/Plenary /…
Gegen Ende Ihrer Frage sehe ich "hier sind keine Einträge für das Ku-Band" und "Gibt es jetzt genehmigte Ku-Band-Frequenzen im nahen Weltraum". Fragst du nach Ka oder Ku? Ursache ISS verwendet Ku. Und die kürzlich gepostete Antwort spricht von Ku. Jemand ist also verwirrt - das könnte leicht ich sein.
@OrganicMarble Könnte ich auch sein. Ich habe einige TESS- und Ka-Informationen hinzugefügt, um zu antworten. Ich hoffe, das ist eine OK-Praxis.
@BobJacobsen Oh! Tatsächlich scheint es auf halbem Weg zu sein, dass ich angefangen habe, "Ku" zu ersetzen, als ich "Ka" sagen wollte, und dann den Fehler wieder auf die Note am Anfang transponiert habe. Ich werde es bearbeiten und reparieren.
@OrganicMarble dito.

Antworten (1)

Die ITU nimmt die Zuweisungen in diesem Bereich vor. Es gab in letzter Zeit einige Aktivitäten, um die Zuweisungen für „Weltraumforschungskommunikation“ in diesen Bändern zu erhöhen, aber das hat sich noch nicht durch die Kette durchgearbeitet (AFAIK). Dennoch können wir eine teilweise Antwort auf die Frage „Gibt es jetzt genehmigte Nahraum-Ku-Band-Frequenzen“ geben, indem wir uns auf die vorherige Runde beziehen. Die Zuweisungen für 2014 sind in den Tabellen unten zusammengefasst, die dem „Handbook on Space Research Communication“, Ausgabe 2014 der ITU, entnommen sind. (Es gibt keinen direkten Download-Link, aber Sie können es hier für 0 CHF kaufen. )

Alle außer "ds" sind Near-Space-Zuweisungen. Es gibt Ku-Bandzuweisungen von 12,75–13,25 GHz und 14,4–17,1 GHz, die für weltraumnahe Zwecke verwendet werden können. Es sind auch mehrere Stücke des Ka-Bandes erhältlich.

Speziell zu TESS gibt es eine Pressemitteilung des Anbieters , die besagt, dass der Sender ein softwaredefiniertes Funkgerät ist, das 25,25 bis 27 GHz unterstützt. Das wird als Weltraum-zu-Weltraum zugewiesen und deckt auch eine Weltraum-Erde-Zuweisung ab; beide werden von der ITU als "raumnah" betrachtet.

Es gibt viele Diskussionen im ITU-System , und vielleicht kommen einige Maßnahmen zum Thema „Nahraum“ vs. „Deep Space“. (Leider können nur ITU-Mitgliedsorganisationen die einzelnen Dokumente sehen) Diese Grenze verschwimmt, aber sie hat immer noch einen gewissen Nutzen ... Es gibt auch eine nette ITU-Veröffentlichung, die einige der Logik hinter der Auswahl einer Band für Nah- vs. Tief- Raumnutzung.

Was den zweiten Teil betrifft, sollte die Wikipedia-Seite aktualisiert werden, hängt dies davon ab, wie viele Details benötigt werden. Zumindest sollte es wahrscheinlich auf die aktuelle Version des DSN 810-005-Leitfadens verweisen , obwohl dies dieselbe Tabelle enthält, die derzeit veröffentlicht wird.

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Danke für die tolle und ausführliche Antwort! Ich habe die Fehler "Ka" vs. "Ku" behoben, die etwa in der Mitte der Frage begannen. Aus irgendeinem Grund habe ich eine permanente Überlagerung beider Begriffe in einer Gehirnzelle. Vielen Dank auch dafür, dass Sie sich die Zeit genommen haben, die Verfahren und die sich entwickelnde Natur des Themas zu erklären.
FYI Ich habe eine andere Telekom-Frage bezüglich TESS. Ich hatte in der Vergangenheit mehr als ein Kopfgeld darauf, aber ich habe keine Abneigung, ein weiteres Belohnungsgeld hinzuzufügen, wenn es eine gut unterstützte Antwort erhält. Warum besteht die High-Gain-Antenne von TESS aus gewelltem SCHWARZEM Stoff und nicht aus Metall?
Wird es für TESS „Near Space“-Ka-Band-Zuweisungen geben?
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