Quelltext der Seite Usuda Deep Space Center

{{Coordinate|NS=36/07/59/N|EW=138/21/44/E|type=landmark|region=JP-20|map=right|article=DM}}
[[Datei:The 64 m antenna at Usuda Deep Space Center.jpg|mini|Die 64-Meter-Hauptantenne]]
Das '''Usuda Deep Space Center''' (UDSC, {{jaS|臼田宇宙空間観測所}}, ''Usuda Uchū Kūkan Kansokujo'', dt. „Weltraumobservatorium Usuda“) ist eine [[Deep-Space-Station]] der [[Japan Aerospace Exploration Agency]] (JAXA) in der Nähe von [[Usuda]], in der [[Präfektur Nagano]], Japan. Usuda gehört heute zur Stadt [[Saku (Nagano)|Saku]].

Die Station wurde 1984 in Betrieb genommen und verfügt über drei Antennen. Alle Antennen befinden sich weitab von Sendemasten, Flugrouten, Siedlungen und Verkehrsadern in einer Höhe von 1456 und 1580&nbsp;Meter über NN und die Standorte sind so gewählt, dass die umgebenden Berge unerwünschte Radiosignale abschirmen. Die Anlagen sind zeitweise für Publikumsverkehr geöffnet. Zum Gelände gehört ein Besucherempfangsgebäude mit einer kleinen Ausstellung. Entlang der Zufahrt ist ein kleiner [[Planetenweg]] im Maßstab 1:5,5&nbsp;Milliarden aufgebaut, der jedoch aus Platzgründen nur von der Sonne bis Jupiter reicht. Zusätzlich gibt es Gebäude für die Verwaltung und zur Datenverarbeitung. Gesteuert werden die Antennen vom [[Tsukuba Space Center]] (TKSC) in [[Tsukuba (Ibaraki)|Tsukuba]], in der [[Präfektur Ibaraki]], von dort wird auch die Anlage in Uchinura über ein leistungsfähiges [[Wide Area Network|WAN]] gesteuert.

== 64-Meter-Antenne ==
Die älteste Hauptantenne ist die 64-Meter-Antenne mit einem Gewicht von 2000 Tonnen.<ref>{{Internetquelle|titel=Usuda Deep Space Center|hrsg=JAXA, Japan Aerospace Exploration Agency|url=http://global.jaxa.jp/about/centers/udsc/|zugriff=2017-08-26}}</ref> Die Antenne ist ausgerüstet für Kommunikation im S-[[Frequenzband|Band]] (ca. 2–4&nbsp;GHz) und im X-Band (ca. 8–12&nbsp;GHz). Die große Antenne von Usuda war die erste große [[Parabolantenne|Cassegrain]]-Beam-Wave-Guide-Antenne, die jemals gebaut wurde. Bei diesen Antennen werden die empfangenen Signale über den Sekundärspiegel und ein Loch im Primärspiegel über diverse Reflektoren in den Unterbau der Antenne geleitet, wo die entsprechenden Empfänger und Sender bereitgehalten werden. Die Empfänger und Sender sind vor der Witterung und unerwünschter Einstrahlung geschützt, können besser gekühlt werden und sind leichter zugänglich und können ohne Kraneinsatz gewartet oder ausgetauscht werden. Die Konstruktion der beweglichen Schüssel wird dabei vom Gewicht der Sender und Empfänger entlastet. Diese Technologie war seinerzeit revolutionär und brachte einen verbesserten Rauschpegel gegenüber den damaligen 64-Meter-Antennen des NASA-eigenen [[Deep Space Network]]s (DSN) und einfachere Handhabung mit sich. Neuere Antennen in dieser Größe werden überwiegend nach diesem Prinzip gebaut.<ref>{{Internetquelle|url=https://tmo.jpl.nasa.gov/progress_report/42-89/89C.PDF|titel=Use of a 2.3 Ghz Traveling-Wave Maser on the Usuda 64-Meter Antenna|autor=D. Neff|hrsg=|werk=|datum=1987-03|sprache=en|zugriff=2017-08-26}}</ref>

Der Bau der Antenne wurde notwendig für die Kommunikation mit den japanischen Sonden [[Sakigake]] und [[Suisei]] zur Erforschung des [[Halleyscher Komet|Halleyschen Kometen]]. Zuvor hatte Japan zwar bereits die Technologie zum Bau und Trägerraketen für den Start von Satelliten, jedoch noch keinerlei Kommunikationsanlagen für interplanetare Missionen.

Die Antenne soll im Hinblick auf die laufenden Raummissionen als Backup mit einem zusätzlichen Empfänger im Ka-Band ausgebaut werden.

== 10-Meter-Antenne ==
Für [[Very Long Baseline Interferometry]] (VLBI) gibt es eine 10-Meter-Antenne, die etwas abseits aufgestellt ist.<ref>{{Internetquelle|url=http://www.isas.jaxa.jp/en/about/facilities/usuda.html|titel=Usuda Deep Space Center|autor=|hrsg=ISAS, Institute of Space and Astronautical Science|werk=|datum=|sprache=en|zugriff=2017-08-26}}</ref> Sie wurde für die [[HALCA]] Mission gebaut.

== 54-Meter-Antenne, Misasa Deep Space Station ==
{{Coordinate|NS=36.140857|EW=138.352157|type=landmark|region=JP-20|name=GREAT Deep Space Antenne| text=DMS}}

Die 54-Meter Antenne wurde unter dem Namen Ground Station for Deep Space Exploration and Telecommunication (GREAT) angekündigt, trägt aber nun den Namen '''Misasa Deep Space Station''' {{jaS|美笹深宇宙探査用地上局}}. Der Standort in einer Höhe von 1580 m ist 1,3&nbsp;km entfernt, um unerwünschte Interferenzen zu verhindern. GREAT soll die Aufgaben der mittlerweile über 30&nbsp;Jahre alten 65-Meter-Antenne übernehmen, die ihre geplante Nutzungsdauer schon um mehr als zehn Jahre überschritten hat. Die alte Antenne soll weiterhin als Backup dienen. Am neuen Standort befinden sich zwei Nebengebäude, eines für die Stromversorgung und ein Technik-Gebäude mit einer [[Wasserstoff-Maser-Uhr]], während die übrigen zum Betrieb notwendigen Gebäude und Einrichtungen am Standort der alten Antenne zu finden sind.

Der Bau dieser Antenne begann 2016. Gegen Ende 2018 wurde der Hauptspiegel montiert, seither wurde die Technik eingebaut und getestet. Am 10. April 2021 wurde die Antenne offiziell in Betrieb genommen und eine Kommunikation mit [[Hayabusa 2]] aufgenommen.<ref>{{Internetquelle |autor=Anonym |url=https://www.tellerreport.com/life/2021-04-11-ground-station-that-communicates-with-jaxa-space-probe-opens-saku-nagano.HJsb51eI_.html |titel=Ground station that communicates with JAXA space probe opens Saku Nagano {{!}} tellerreport.com |sprache=en |abruf=2021-07-15}}</ref> Die letzten Technik-Erweiterungen sollen 2024 eingebaut werden.{{Zukunft|2024}}

=== Technische Daten ===
Die neue Antenne soll trotz kleinerem Durchmesser der älteren Antenne in den Leistungen ebenbürtig sein. Sie ist so konstruiert, dass Sonneneinstrahlung, Schneefall, Regen und Windlast nur minimalen Einfluss auf die Funktion haben. Den kleineren Durchmesser machen eine besonders präzise geformte Antennenschüssel und stärkere Richtwirkung, sowie präzisere Ausrichtung und modernste Empfänger wett. Mit einer Abweichung von der Idealform von nur noch circa 0,6&nbsp;mm maximal wird der Wert der alten Antenne mit Abweichungen von bis zu 5&nbsp;mm deutlich unterboten.<ref>{{Literatur|Titel=JAXA {{!}} GREAT, Ground Station for Deep Space Exploration and Telecommunication|Sammelwerk=JAXA {{!}} Japan Aerospace Exploration Agency|Online=http://global.jaxa.jp/projects/sas/great/|Abruf=2017-08-30}}</ref><ref>{{Literatur|Autor=Kenji Numata|Titel=Toward a New Era of Deep Space Exploration Kenji Numata Project Manager, Ground Station for Deep Space Exploration and Telecommunication Project|Hrsg=JAXA|Sammelwerk=|Band=|Nummer=|Auflage=|Verlag=|Ort=|Datum=|Seiten=|ISBN=|Online=http://global.jaxa.jp/article/2017/interview/vol98/|Abruf=2017-08-30}}</ref>

Cassegrain-Antenne mit adaptiver Oberflächenanpassung, Gewicht 2200 t

Frequenzen:
* X-Band-Übertragung zur Verfolgung und Steuerung von Raumfahrzeugen (7145&nbsp;MHz bis 7235&nbsp;MHz)
* X-Band-Empfang (8400&nbsp;MHz bis 8500&nbsp;MHz)
* Ka-Band-Empfang (31800&nbsp;MHz bis 32300&nbsp;MHz)
* X-Band-Empfang für VLBI (8200&nbsp;MHz bis 8700&nbsp;MHz)
X-Band-Übertragungsverstärkung: 69,62 dBi oder mehr

X-Band-Sendeleistung: 20&nbsp;kW oder mehr ([[Äquivalente isotrope Strahlungsleistung|EIRP]] 142,5 dBm oder mehr)

Empfangsleistung:
* X-Band G / T: 53,35&nbsp;dB / K oder mehr bei einem Höhenwinkel von 15 ° bis 80 °
* Ka-Band G / T: 59,33&nbsp;dB / K oder mehr bei einem Höhenwinkel von 15 ° bis 80 °<ref>{{Internetquelle |url=http://www.isas.jaxa.jp/home/great/profile1001.html |titel=GREATの概要 - 深宇宙探査用地上局プロジェクト |abruf=2020-06-13}}</ref>

Die neue Antenne spielt eine wichtige Rolle für die [[Europäische Weltraumorganisation|ESA]] und JAXA-Mission [[BepiColombo]]. Sowohl Usuda, als auch das [[ESTRACK]]-Netzwerk bereiteten für diese Mission große Antennen für den Empfang von großen Datenmengen im Ka-Band vor. Nach der Ankunft bei [[Merkur (Planet)|Merkur]] soll der MIO-Magnetosphärenorbiter mit Usuda kommunizieren, während [[Europäisches Raumflugkontrollzentrum|ESOC]] sich auf den Mercury Planetary Orbiter konzentrieren wird. Der Großteil der Wissenschaftsdaten soll dabei über das Ka-Band gesendet werden. Die Station verfügt über Anlagen zur Teilnahme an [[Very Long Baseline Interferometry|VLBI]] und ist eingerichtet für [[Delta-DOR-Verfahren|Delta-DOR]] in Kombination mit den Antennen anderer Weltraumagenturen.<ref>{{Literatur |Titel=RSU-2020061-0A
Misasa Deep Space Station User’s Guide |Hrsg=JAXA |Datum=31. Mai 2021 |Online=https://www.isas.jaxa.jp/home/great/misasadocs/RSU-2020061-0A.pdf}}</ref>

Es gab bisher keine Antenne mit vergleichbarer [[Apertur]] und Empfindlichkeit im Ka-Band, sie übertrifft die entsprechenden Antennen von DSN und ESTRACK um den Faktor 2,5. Dieses ermöglicht neue Entdeckungen in der Radioastronomie in diesem Frequenzband, außerdem werden durch die Station vier neue Basislinien für VLBI gebildet und die Beobachtungsmöglichkeiten für [[International Celestial Reference Frame|ICRF3]] Objekte im X/Ka-Band sind dadurch deutlich verbessert.<ref>{{Literatur |Autor=Christopher Jacobs, Yasuhiro Murata, Hiroshi Takeuchi, Daniel Firee, Sami Asmar |Titel=X/Ka Network Enhanced by Misasa, Japan's 54-meter antenna |Sammelwerk=Proceedings of the 25th Working Meeting of the European VLBI Group for Geodesy and Astrometry (EVGA) |Datum=2021-03 |Seiten=3 |Online=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2021evga.confE...3J/abstract |Abruf=2021-07-15}}</ref>

== Unterstützte Missionen ==
Alle Stationen entsprechen den Bestimmungen des [[Consultative Committee for Space Data Systems|CCSDS]], somit ist der Datenaustausch mit den Anlagen von anderen Weltraumagenturen möglich, trotz unterschiedlichen technischen Ausstattungen. Die 64-Meter-Antenne von Usuda war eingebunden in die [[Voyager 2|Voyager-2-Mission]]. Für den Empfang der Daten während der Begegnung mit [[Neptun (Planet)|Neptun]] reichten die Empfangskapazitäten der Antennen des [[Deep Space Network]]s der NASA nicht aus. Zusätzlich zum DSN wurden die 27 Stück 25-Meter-Antennen des [[Very Large Array]]s des [[National Radio Astronomy Observatory]] in New Mexico, die 64-Meter-Antenne des [[Parkes-Observatorium|Parkes Observatoriums]] in Australien und die 64-Meter-Antenne in Usuda eingesetzt.<ref>{{Internetquelle|url=https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=5868|titel=Usuda Deep Space Center Joins Voyager 2 Mission|zugriff=2017-08-26}}</ref>

Unterstützt wurden die ersten interplanetaren Raumsonden Japans [[Sakigake]] und [[Suisei]], der Mondorbiter [[Kaguya (Raumsonde)|Kaguya]], die Asteroidensonde [[Hayabusa (Raumsonde)|Hayabusa]] und die Venussonde [[Akatsuki (Raumsonde)|Akatsuki]]. Usuda spielte eine bedeutende Rolle in der Rettung der Mission, als die Kommunikation zu Hayabusa zeitweise verloren ging.

Unterstützt wird [[Hayabusa 2]]. Die Kommunikation im Ka-Band war seit Beginn über das DSN, seit der Inbetriebnahme der neuen Antenne kann aber nun auch Misasa Deep Space Station die Daten empfangen.

== Andere Antennenanlagen ==
Für den Notfall können die 20-Meter- und die leistungsfähige 34-Meter-Parabolantenne des [[Uchinoura Space Center]] als Backup im S- und X-Band dienen. Die [[Katsuura Tracking and Communications Station]] ist für Satellitentracking ausgerüstet mit vier Parabolantennen mit 20&nbsp;Metern, 13&nbsp;Metern, 11&nbsp;Metern und 10&nbsp;Metern Durchmesser. Ebenso für Satellitentracking ist die Okinawa Tracking and Communications Station. Für Tracking gibt es eine 18-Meter- und eine 10-Meter-Antenne, sowie eine 30-Meter-Antenne. Zwei 7,5-Meter-Schüsseln befinden sich jeweils in einem [[Radom (Antennenkuppel)|Radom]]. JAXA nutzt außerdem vier Tracking-Stationen außerhalb Japans in [[Kiruna]] (Schweden), [[Santiago de Chile|Santiago]] (Chile), [[Mingenew]] (Australien) und [[Maspalomas]] (Kanarische Inseln).

== Literatur ==
* J. P. Goodwin: {{Digitalisat|1= https://ipnpr.jpl.nasa.gov/progress_report/42-84/84S.PDF|LT= Usuda Deep Space Support for ICE}}, TDA Progress Report 42-84, S. 186–196, Oktober–Dezember 1995.
* {{Literatur |Autor= |Titel=GREAT：GRound station for deep space Exploration And Telecommunication |Hrsg=JAXA |Sammelwerk= |Band= |Nummer= |Auflage= |Verlag= |Ort= |Seiten= |ISBN= |Online=http://www.jaxa.jp/projects/pr/brochure/pdf/04/sat39.pdf}}, 2010.

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Großteleskop (Radiobereich)]]
[[Kategorie:Bodengebundene Raumfahrttechnik]]
[[Kategorie:Japanische Raumfahrt]]
[[Kategorie:Saku (Nagano)]]