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 Tiefraumstationen und Radioteleskopen, die zur Kommunikation mit Raumsonden sowie zur Radioastronomie dienen und in verschiedenen Netzwerken zusammenschaltbar sind.[1] Als „Deep Space“ bzw. 深空 wird 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.

Kashgar Giyamusi Kunming Ürümqi Miyun FAST Qitai Tianma Sheshan Wuqing

Stationen des chinesischen Deep-Space-Netzwerks in China (rot=Station des CVN, sonstige zivile Station; grün=militärisch verwaltet; blau=geplant oder im Bau, schwarz=radioastronomische Station)

Beschreibung

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 unter den Verantwortlichen des chinesischen Mondprogramms geführt wurde.[3] Im 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] Zusammen mit den Mond- und Marsmissionen wurde das Netzwerk weiter ausgebaut und immer leistungsfähiger. Mit der für 2025 geplanten Mission zum Asteroidengürtel und der für 2030 angesetzten Erkundung des äußeren Sonnensystems 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 eine Mondbasis und 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

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, Kunming, Ürümqi und Tianma 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

Die vorwiegend für die Raumfahrt genutzten Antennen unterstehen dem Satellitenkontrollzentrum Xi’an der Volksbefreiungsarmee. Die Stationen der Volksbefreiungsarmee haben im Gegensatz zu den Stationen der astronomischen Institute sowohl Sender, als auch Empfänger. Die ersten beiden Stationen entstanden in Kashgar (35 m) und Giyamusi (66 m) und sind in erster Linie für die Bedürfnisse der Raumfahrt konzipiert und übernahmen ab Chang’e-3 das Tracking und die Steuerung der Mondsonden. Ebenfalls militärisch verwaltet ist die Station Zapala in Argentinien. Die Standorte sind möglichst weit auseinander gewählt, das verbessert die Himmelsabdeckung und eine längere Basislinie ermöglicht eine genauere Positionsbestimmung. Die Stationen verfügen über Delta DOR zur präzisen Positionsbestimmung von Raumfahrzeugen.

Die Station Kashgar erhielt für die Marsmission Tianwen-1 im Jahr 2020 weitere drei 35-m-Antennen. Die vier Antennen können zu einem Array verbunden werden, wodurch sie gemeinsam die Leistungen der 66-Meter-Station von Giamusi erreichen. Im Juli 2020 waren die Bauarbeiten bei den drei neuen Antennen abgeschlossen.[11][12] Nach Adjustierung und Fehlerbeseitigung in den Computersystemen nahm das System Mitte November 2020 den regulären Betrieb auf und ist nun nicht nur für die Marsmission, sondern auch für die Steuerung der Nutzlasten auf der Mondsonde Chang’e-4 und vor allem ihres Rovers Jadehase 2 zuständig. Die Steuerung mehrerer Missionen gleichzeitig wird dadurch ermöglicht, dass die vier Antennen nicht nur als zusammengeschaltetes Array fungieren, sondern auch unabhängig voneinander arbeiten können.[13]

Stationen des CVN bis 2006

Kunming Ürümqi Miyun FAST Qitai Tian Ma Sheshan

Stationen des CVN (rot=Station des CVN, blau=geplant oder im Bau, schwarz=radioastronomische Station)

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 1980er- und 1990er-Jahren gebaut wurden. Für die Mondmission Chang’e-1 (2007 bis 2009) kamen vier Stationen zum Einsatz.[14] 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.[15][16][17] Für die Mission brauchte man zusätzlich die Unterstützung der ESA mit dem Antennen-Netzwerk ESTRACK von der Startphase bis zum Einschwenken in die Mondumlaufbahn.

• 25 Meter Sheshan (SH25) bei Shanghai erbaut 1986 und betrieben vom Astronomischen Observatorium Shanghai.[18] Die Station liegt nur wenige Kilometer entfernt vom neuen 65-Meter-Tianma-Radioteleskop und kann zusammen mit diesem betrieben werden wie ein einziges Teleskop mit besseren Leistungen. Die Station in der Cassegrain-Beam-Waveguide-Bauform verfügt über sechs Empfänger mit den Frequenzbereichen 1,3, 3,6/13, 5, 6 und 18 cm und ist seit 1993 beteiligt am European VLBI Network (EVN).[19] 31° 5′ 57″ N, 121° 11′ 58″ O31.099166666667121.19944444444

• 25 Meter Nanshan bei Ürümqi (UR25) ist seit 1993 in Betrieb[20][21] und wird betrieben vom Astronomischen Observatorium Xinjiang (XAO). Es nimmt Teil am European VLBI Network.[22] 2002 erhielt die Anlage einen neuen auf −253 °C gekühlten Empfänger von der Australia Telescope National Facility der Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation.[23] 43° 28′ 16″ N, 87° 10′ 22,4″ O43.471187.1729

• 50 Meter Miyun (MRT50) bei Beijing wurde 2005 in Betrieb genommen.[24] 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 Reflektor aus Metallgitter und bauartbedingtem Empfangsbereich bis maximal 15 GHz, wurde aber für die Mondmissionen zuerst mit S-Band- und X-Band-Empfängern ausgestattet,[25] später mit Ku-Band und Empfängern für tiefe Frequenzen wie 300 und 610 MHz.[26] Der äußere Bereich der Antennenschüssel besteht aus Metallgitter, das für die ursprünglich geplanten niedrigen Frequenzen reflektierend ist, nur der innere Bereich im Durchmesser von 30 Metern ist mit einer glatten Oberfläche zum Empfang der höheren Frequenzen ausgekleidet. 40° 33′ 29,9″ N, 116° 58′ 36,1″ O40.5583116.9767

• 40 Meter Kunming (KM40 bzw. KRT40), betrieben vom Astronomischen Observatorium Yunnan (YNAO). Der Baubeginn war 2005, die Inbetriebnahme 2006. Die Station hat Empfänger für S, C und X-Band.[27][28][29] und nimmt Teil an VLBI. 25° 1′ 38,6″ N, 102° 47′ 44,9″ O25.0274102.7958

Stationen in China seit 2006

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. Bei einer Übung im Juli 2015 gelang es den Technikern mit diesen beiden Antennen, den Vorbeiflug der NASA-Sonde New Horizons am Pluto über eine Entfernung von 4,76 Milliarden Kilometer zu beobachten und ihre Position zu bestimmen.[30] Die militärischen Tiefraumstationen mit ihren Transceivern in Kashgar und Giamusi sind seit dem Start von Chang’e-3 am 1. Dezember 2013 im Einsatz und steuern das Ultraviolett-Teleskop auf den Lander der Sonde, das von den Astronomen der Nationalen Observatorien ständig genutzt wird.[31] Dazu kommen seit 2018 noch Lander und Rover von Chang’e-4 mit ihren Nutzlasten, und seit 2021 die Marssonde Tianwen-1.

• Vier 35-Meter-Antennen in der Wüste 130 km südlich von Kashgar, S/X/Ka-Band-Empfänger, betrieben von der Tiefraumstation Kashgar des Satellitenkontrollzentrums Xi’an. Die Station wurde kontinuierlich ausgebaut. 38° 25′ 17″ N, 76° 42′ 51,8″ O38.421476.7144
• 66-Meter-Antenne in einem Waldgebiet 45 km südöstlich Giyamusi, S/X/Ka-Band-Empfänger, betrieben von der Tiefraumstation Giyamusi des Satellitenkontrollzentrums Xi’an. 46° 29′ 38″ N, 130° 46′ 14,2″ O46.4939130.7706.[32]
• 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.[33] Höhe 79 Meter, Gewicht 2.700 Tonnen. Die Station hat Delta-DOR-Technik und nimmt Teil an VLBI. Das Teleskop wurde für die Chang’e-3-Mission genutzt. Da es nur zeitweise am Mondprogramm beteiligt und überwiegend für radioastronomische Beobachtungen genutzt werden sollte, gab es wie bei Miyun und Kunming eine Kofinanzierung, durch die Chinesische Akademie der Wissenschaften, das Mondprogramm und die Stadtregierung von Shanghai.[34] 31° 5′ 31,6″ N, 121° 8′ 11,4″ O31.0921121.1365
• 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 Marsmission sollen die beiden 40- und 50-Meter-Antennen von Miyun mit der 70-Meter-Antenne von Wuqing (WRT70) und der 40-Meter-Antenne von Kunming (KRT40) für den Datenempfang zu einem Array zusammengeschaltet werden.
• 70 Meter Wuqing (WRT70) in den westlichen Außenbezirken von Tianjin. Speziell für den Empfang der Nutzlastdaten der Marssonde Tianwen-1 über das X-Band gebaut mit Empfängern für S, X und Ku-Band. Untersteht dem im Hauptgebäude der Nationalen Astronomischen Observatorien der Chinesischen Akademie der Wissenschaften für das Mondprogramm der Volksrepublik China eingerichteten Bodensegment Peking.[35][36][37] Die Grundsteinlegung fand Ende Oktober 2018 statt,[38] am 25. April 2020 wurde die Schüssel auf das Drehgestell gehoben,[39] am 3. Februar 2021 fand die endgültige Abnahme der Antenne statt.[40] 39° 32′ 11,7″ N, 117° 5′ 52,2″ O39.536587117.097844

Entsprechend den Bedürfnissen der einzelnen Missionen werden die radioastronomischen Radioteleskope im Einzelfall zugeschaltet. So tragen während der kritischen Missionsphasen alle Stationen (seit Chang’e-4 auch Zapala) 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.[41] 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.[42]

Tiefraumstation Zapala in Argentinien

Estación del Espacio Lejano

Station des chinesischen Deep-Space-Netzwerks in Argentinien

2010 fragte das Generalkommando Satellitenstarts, Bahnverfolgung und Steuerung (中国卫星发射测控系统部), die vorgesetzte Dienststelle des Satellitenkontrollzentrums Xi’an,[43] bei der argentinischen Kommission für Weltraumaktivitäten (CONAE) an, ob man dort eine Bodenstation errichten könnte, in ähnlicher Art wie die ESTRACK-Station der ESA in Malargüe,[44] die von der CONAE während ihr zugeteilten Zeiten für radioastronomische Zwecke mitbenutzt wird.[45]

Als Standort wurde, unter anderem aus tektonischen Gründen, die Provinz Neuquén am nördlichen Rand von Patagonien gewählt. Im Jahr 2012 unterzeichnete das Generalkommando Satellitenstarts ein bilaterales Abkommen mit der 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.[46]

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.[47]

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 wird von der Volksbefreiungsarmee betreut – führte dies in Argentinien zu innenpolitischen Diskussionen.[48]

Im Februar 2017 waren die Bauarbeiten weitgehend beendet,[49] die Inbetriebnahme erfolgte im April 2018.[50] 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. Der reale Einsatz begann am 20. Mai 2018 mit dem Start des Relaissatelliten „Elsternbrücke“.[51]

Bisher sind zwei größere Antennen realisiert. 38° 11′ 27,3″ S, 70° 8′ 59,6″ W-38.19091-70.14988, 434 m

• 35-Meter-Antenne, S/X/Ka-Band-Empfänger[52]
• 13,5-Meter-Antenne

Die Tiefraumstation Zapala wird vom Satellitenkontrollzentrum Xi’an betrieben und dient primär der Telemetrie, Bahnverfolgung und Steuerung der Mondsonden, ab 2020 auch der Marssonde Tianwen-1. In dem Vertrag von 2014 war aber vereinbart, dass die argentinische Kommission für Weltraumaktivitäten die Antenne während 10 % der Zeit für eigene, wissenschaftliche Zwecke nutzen kann, genauso wie in dem von der ESA 2009 mit Argentinien geschlossenen Vertrag über ihre ESTRACK-Station in Malargüe.[45] Hierfür steht naturgemäß nur die Zeit nach dem Mond- und Marsuntergang in Argentinien zur Verfügung. Am 13. Dezember 2018 besuchte eine chinesische Delegation unter der Leitung von Generalmajor Huang Qiusheng (黄秋生),[53] 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 sowie Möglichkeiten für eine Beteiligung Argentiniens am chinesischen Mondprogramm auszuloten.[54]

Dies wurde am 6. Februar 2022 bei einem Treffen der beiden Präsidenten Xi Jinping und Alberto Ángel Fernández am Rande der Olympischen Winterspiele in Peking vertieft[55] und mündete am 13. September 2022 in das 1. Chinesisch-Argentinische Raumfahrtforum unter der Leitung von Zhang Kejian, dem Direktor der Nationalen Raumfahrtbehörde Chinas und Daniel Filmus, dem argentinischen Minister für Wissenschaft, Technologie und Innovation. Dort wurde neben der Tiefraumerkundung auch eine Zusammenarbeit bei Erdbeobachtung, Satellitennavigation und Weltraumwissenschaft vereinbart. Die CONAE entwickelte 2022 in Zusammenarbeit mit dem Instituto Argentino de Radioastronomía einen Empfänger speziell für radioastronomische Zwecke, der an der 35-m-Antenne installiert werden sollte.[50] Außerdem wurde bei der Konferenz eine Unterstützung Chinas bei der Ausbildung argentinischer Raumfahrttechniker sowie dem Aufbau von Raumfahrteinrichtungen in Argentinien vereinbart.[56]

Weitere Anlagen für Radioastronomie

MSRT FAST Qitai 21CMA CSRH

Radioastronomie in China ohne CVN Stationen (blau=geplant oder im Bau, schwarz=radioastronomische Station)

• Das 15-Meter-Radioteleskop in Miyun wurde 1992 gebaut und zur Erforschung von Pulsaren eingesetzt und ungefähr 2002 zugunsten des 50-Meter-Radioteleskops wieder abgebaut.[57]
• 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 aus Metallgitter 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.[58] 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″ O40.557737116.976693

• Das Five-Hundred-Meter Aperture Spherical Radio Telescope in Guizhou (FAST) ist das Radioteleskop mit dem weltweit größten Hauptspiegel. Aufgrund der physikalischen Eigenschaften ist diese Einrichtung hauptsächlich für Radioastronomie einsetzbar. 25° 39′ 11,5″ N, 106° 51′ 24,1″ O25.6532106.8567

• 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.[59] 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.[60] 42° 55′ 27,1″ N, 86° 42′ 57,6″ O42.92419722222286.716

• 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.[61][62] 42° 12′ 38,2″ N, 115° 14′ 27″ O42.210605555556115.24082222222

Geplante oder in Bau befindliche Stationen

• 110 Meter Qitai, QTT-Radioteleskop. Bei Fertigstellung wird es das weltgrößte voll bewegliche Radioteleskop sein und die Radioteleskope von Green Bank und Effelsberg auf die Plätze zwei und drei verweisen.[63] 43° 36′ 30,6″ N, 89° 41′ 5,3″ O43.608589.6848
• Die Mondsonde Chang’e 7, deren Start für 2026 vorgesehen ist, wird unter anderem einen Relaissatelliten mitführen, der die Elsternbrücke ergänzen soll. Neben Transpondern für die Kommunikation mit Robotern auf der erdabgewandten Seite des Mondes wird der Satellit auch ein System für astronomische Erde-Mond-VLBI-Beobachtungen im X-Band (8–9 GHz) besitzen.[64] Mit einer Grundlinie von 400.000 km soll die Position und Zusammensetzung von Radioquellen außerhalb der Milchstraße bestimmt werden, aber auch die Position von Raumflugkörpern wie der Asteroidensonde Tianwen-2.[65][66]

Satellitentracking

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.

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

• Weinan, Provinz Shaanxi
• Changchun, Provinz Jilin
• Qingdao, Provinz Shandong
• Xiamen, Provinz Fujian
• Lushan, Provinz Sichuan
• Sanya, Provinz Hainan
• Nanning, Autonome Region Guangxi
• Kashgar, Autonome Region Xinjiang[68]

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.[69]

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.[70] Außerdem gibt es noch zwei mobile Überwachungstrupps, von denen der eine normalerweise beim Landeplatz Dörbed stationiert ist, der andere in Khotan im Süden Xinjiangs.[71]

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

Es gibt außer den festen Stationen derzeit (2021) noch fünf Bahnverfolgungsschiffe der Yuan-Wang-Klasse, eines davon auf ihrer Heimatbasis in Jiangyin stationär vertäut, die dem Satellitenkontrollzentrum Xi’an, also der Hauptabteilung Satellitenstarts, Bahnverfolgung und Steuerung 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.[72]

Relaissatelliten

China verfügt seit 2008 über mehrere Relais-Satelliten der Tianlian-Serie (derzeit bestehend aus den Baureihen Tianlian 1 und Tianlian 2) 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.

Weblinks

Commons: Tiefraumstation Zapala – Sammlung von Bildern

Einzelnachweise

Weblinks

• Darstellung des Chinesischen Tiefraum-Netzwerks (englisch mit deutschen Untertiteln)
• Entwicklung und Zukunft des Chinesischen Deep Space TT&C-Systems (in chinesischer Sprache mit englischer Zusammenfassung)
• Offizielle Website des European VLBI Networks (in englischer Sprache)

На других языках

[es] Red de Espacio Profundo de China