ESA

Le antenne e i sistemi a radiofrequenza per lo spazio stanno diventando sempre più grandi e potenti, quindi per tenere il passo anche le strutture di test a terra dell'ESA si stanno espandendo. Un progetto di costruzione in corso accanto alle dune del Mare del Nord segna l'espansione del centro tecnico ESTEC nei Paesi Bassi con l'aggiunta della più grande camera di prova per antenne e carico utile in radiofrequenza d'Europa: Hertz 2.0.

Una versione migliorata ed ampliata dell'attuale Hybrid European Radio Frequency and Antenna Test Range dell'ESA, o Hertz 1.0, Hertz 2.0 è un esempio di ciò che è noto come "Compact Antenna Test Range" (CATR), sebbene la prima parola sia fuorviante: è è "compatto" solo nel senso che è progettato per simulare le grandi distanze coinvolte nelle comunicazioni spaziali all'interno di una camera di dimensioni fisse.

In realtà la camera di test Hertz 2.0 sarà enorme, misurerà 32 x 25 m di area e sarà alta 18 m, in grado di ospitare anche i più grandi satelliti interi all'interno di una camera "anecoica" isolata, con pareti metalliche rivestite con piramidi di schiuma radioassorbente e riflettori accuratamente sagomati per imitare il vuoto infinito dello spazio. Un laboratorio dedicato alle microonde e ai carichi utili sarà collegato alla camera di prova, offrendo funzionalità complete di test irradiati end-to-end per antenne e carichi utili.

L'edificio Hertz 2.0 ospiterà anche una versione ampliata del Laboratorio di ottica e optoelettronica dell'ESA, che consentirà test migliorati dei sistemi laser, nuove funzionalità tra cui la calibrazione di piccole telecamere, rilevatori e carichi utili, e inclusa una stazione terrestre ottica trasportabile per terra. alla segnalazione laser spaziale.

Supportare le missioni di nuova generazione

“Questa nuova struttura Hertz 2.0 è progettata per soddisfare le esigenze della prossima generazione di missioni ESA avanzate e di altri progetti dei nostri partner europei”, osserva Luis Rolo, project manager per Hertz 2.0 CATR e Payload Lab. “Prendiamo come esempio i nuovi satelliti Galileo di seconda generazione: nel caso dei satelliti Galileo di prima generazione, i test sulla radiofrequenza sono stati effettuati separando l’elettronica del carico utile che genera i segnali di navigazione dall’antenna che trasmette questi segnali. Ma la natura sofisticata e integrata di Galileo Seconda Generazione significa che un simile approccio non è più possibile.

“Dobbiamo invece testare questi nuovi satelliti nel loro insieme, utilizzando una tecnica a campo lontano in grado di gestire il tutto senza compromettere la precisione. Il design di Hertz 2.0 consentirà proprio questo: prestazioni estremamente precise del carico utile in radiofrequenza irradiata end-to-end su una gamma di frequenze molto ampia, con una precisione che migliora la calibrazione disponibile a terra e, in definitiva, andrà a beneficio della qualità di i prodotti e i servizi relativi ai dati a disposizione degli Stati membri."

Riflettori appositamente curvi all'interno della camera Hertz 2.0 cambieranno la forma dei segnali provenienti da e verso le antenne di prova, come se avessero viaggiato per migliaia di chilometri attraverso lo spazio. La camera è ottimizzata per il funzionamento nella “banda L” delle microonde, ma sarà in grado di funzionare da poche centinaia di MHz fino a diverse centinaia di GHz.

La camera incorporerà anche due grandi fosse: una per ospitare un posizionatore in grado di spostare il satellite o l'antenna di prova secondo necessità, mentre l'altra può ospitare uno scanner a campo vicino che in futuro potrà consentire test statici degli elementi di prova più grandi.

Test rilassati

L’azoto liquido sarà disponibile per i test a bassa temperatura – i cambiamenti di temperatura possono alterare drasticamente la forma e le prestazioni dell’antenna – mentre l’azoto gassoso verrà utilizzato per evitare l’umidità delle parti di prova sensibili che possono essere riscaldate o raffreddate a seconda delle esigenze del test.

La camera ospiterà inoltre la struttura Lorentz dell'ESA, progettata per eseguire test millimetrici e sub-millimetrici su strumenti e antenne a temperature criogeniche.

Luis aggiunge: “Hertz 2.0 rappresenta un investimento tempestivo per il settore spaziale europeo. Oltre a migliorare i test di Galileo di seconda generazione e di altre missioni focalizzate sulla RF, le sue dimensioni ampliate apriranno anche possibilità di test per nuovi sviluppi come grandi antenne riflettenti dispiegabili e grandi array attivi e passivi”.