По мере отдаления космических аппаратов от поверхности Земли, в частности, когда происходит их ускорение, следить за траекторией полёта крайне проблематично. Однако, европейским инженерам удалось найти выход из этой ситуации: разработан новый подход, позволяющий наземным станциям слежения за космическими аппаратами получать сигналы намного быстрее и, что самое главное, более точно, чем когда-либо прежде.
Во время запуска, ракета-носитель со спутником на борту устремляется к орбите на скорости более 28 тысяч км/ч, что в 40 раз быстрее скорости полёта коммерческого авиалайнера. Самый важный этап – это момент отделения спутник от ракета-носителя, который является ознаменованием начала трансляции радиосигналов. Наземная станция, принимающая сигналы, должна находиться в полной боевой готовности, и не пропустить момент приема сигнала, представляющей собой целенаправленный узкий пучок. В этот момент тарелки антенн наземной станции должны быть направлены на чётко установленный район неба. Улавливать сигналы на этом этапе миссии спутника крайне проблематично, так как космический аппарат движется на достаточно большой скорости.
По словам Magdalena Martinez de Mendijur, системного инженера Operations Centre (Германия) Европейского космического агентства, даже самые лучшие наземные станции, диаметр антенных отражателей которых достигает 35 метров, могут пропускать сигналы от спутников. Она объясняет, что если антенна настроена недостаточно точно, либо же сигнал по каким-то причинам отклоняется и проходит вне «поля зрения» наземной станции, координаторы миссии и диспетчеры не могут получить информацию о том, как проходит полёт.
Именно по этой причине система SARAS имеет чрезвычайно важное значение. SARAS — это испанский акроним «Fast Acquisition of Satellites and Launchers». Система представляет собой восемь небольших радиочастотных датчиков, которые крепятся по кругу на край параболической антенны наземной станции.
По словам Magdalena Martinez de Mendijur, сигналы, получаемые этими 8 датчиками, объединяются в одну систему, что позволяет оценить направление поступающего радиосигнала. Таким образом, антенный отражатель можно повторно направить непосредственно на спутник, даже если входящий сигнал был искажён или слаб.
Система SARAS была установлена на антенный отражатель Space Astronomy Centre в Испании в 2013 году. Диаметр тарелки антенны составляет порядка 15 метров. С момента установки, система была тщательно протестирована, так как она принимала участие в фиксации и передачи сигналов на такие спутники как CryoSat-2, XMM, GOCE и Swarm.
Klaus Juergen Schulz, ответственный за инженерное обслуживание наземных станций слежения ESA, отмечает, что этот новый подход позволяет расширить «диапазон» обзора тарелки более чем в два раза, следовательно, сигнал спутника может быть получен менее чем через 12 секунд после отделения от ракета-носителя.
По словам Schulz, модернизация SARAS позволит сократить это время всего до двух секунд.
Новая технология была разработана испанской компанией «Isdefe» при частичной поддержке программы Европейского космического агентства General Support Technology Programme, направленной на преобразование перспективных инженерных концепций в полноценные продукты. Система был запатентована в Испании.
По словам руководителя отдела Ground Systems Engineering ESA, SARAS – это великолепный пример того, как научные исследования, которым ESA оказывает финансовую и техническую поддержку, могут быть трансформированы европейской промышленностью в продукты и услуги мирового уровня.
