Satellitenwelt - Die Shenzhou Kommunikations-Systeme

Die Shenzhou Kommunikations-Systeme

Autor: Maik Hermenau

Seit dem Flug von Yang, Liwei am 15.Oktober 2003 mit Shenzhou-5, gehört China nach Russland und den USA zu der dritten Raumfahrtsnation, welche bemannte Raumflüge durchführt. Somit gibt es jetzt neben den Kosmonauten und Astronauten auch Taikonauten. Das Shenzhou Raumschiff (dt. göttliches Schiff) besteht aus drei trennbaren Sektionen, was auf der gleichen Funktionalität wie auch beim russischen Sojus Raumschiff basiert.
Die funktechnische und visuelle Beobachtung der Shenzhou Raumflüge von Europa aus, ist aber so gut wie (fast) unmöglich. Durch eine Bahnneigung (Inklination) von 42°, entstehen nur drei flache Überflüge pro Tag, wobei der höchste Überflug nicht mehr wie max. 15° Elevation betragen kann. Da keine Bahnverfolgungsstationen in der Nähe zu Europa von den Chinesen existieren, wird man somit auch keine Kommunikation direkt von der Shenzhou empfangen können. Es sei den es gibt Funksysteme an Bord, welche ständig aktiviert sein würden. Für die Kommunikation bei den Flügen von Shenzhou-5 und Shenzhou-6, wurden vier von den insgesamt sechs chinesischen Bahnverfolgungsschiffen der Yuanwang-Flotte (dt. weiter Blick) eingesetzt. Im Hafen von Jiangyin liegen stehts einige der Bahnverfolgungsschiffe vor Anker. Ansicht bei Bing Maps Weiter gab es vier äußere Bahnverflogungsstationen, wobei die Stationen in Swakopmund, Namibia Ansicht bei Google Maps; Malindi, Kenia Ansicht bei Google Maps und Karachi, Pakistan Ansicht bei Google Maps, hauptsächlich für die Kontrolle des Wiedereintritts waren. Eine vierte gab es in Tarawa, Kirbati Ansicht bei Google Maps, welche wiederum für die Kommunikation unmittelbar nach dem Start gebraucht wurde. Von dem chinesischen Weltraum-Telemetrie-Netzwerk auf dem Territorium von China, wurden fünf von den insgesamt 16 landgestützte Bahnverfolgungsstationen für die Kommunikation eingesetzt.
Im April 2008 hat China seinen ersten Relais-Satelliten mit Namen CTDRS (Tianlian-1, dt. Weltraum Verbindung), auf eine geostationäre Umlaufbahn transportiert, wo er auf 77° Ost positioniert worden ist. Der Satellit CTDRS dient als Relaisstation für die Kommunikationsverbindung zwischen dem Kontrollzentrum und des Shenzhou Raumschiffes. Ab dem Flug von Shenzhou-7 ist es somit möglich, über 50 % der Umlaufbahn abzudecken. Mit den bisherigen Bahnverfolgungsstationen waren nur gerade mal 12 % abgedeckt. CTDRS arbeitet in der Verbindung Satellit - Shenzhou im S-Band und zwischen Satellit - Kontrollzentrum im Ku-Band.

Über die Kommunikationseinrichtungen an Bord vom Shenzhou Raumschiff bzw. die genauen Frequenzen, hält sich China sehr bedeckt. Was bekannt ist, daß man bei den Kommunikationssystemen eine Reihe von modernen Technologien verwendet. Die Shenzhou besitzt insgesamt 17 Antennen für die Bänder HF, VHF, UHF, L, S und C, wobei außen an der Shenzhou-Landesektion schon allein 6 Antennen angebracht sind. Der primäre Downlink für Phonie, Video und Telemetrie befindet sich im S-Band und ist digital verschlüsselt in einen Datenstrom mit 768 kB/s. Als Backup Downlink für Phonie und biomedizinischer Telemetrie nutzt man einen sekundären Datenstrom mit 24 kB/s im VHF-Band. Zusätzlich gibt es noch ein GPS-basiertes Bestimmungssystem der Umlaufbahn, sowie ein C-Band-Single-Puls-Radar. In der Shenzhou-Landesektion gibt es drei Rettungsfunksysteme. Eine 243-MHz-Beacon welche nach dem Wiedereintritt in ca. 40 km Höhe über dem Boden aktiviert wird und speziell an Rettungs-Hubschrauber gerichtet ist. Weiter gibt es noch ein HF-Transceiver mit einer automatischen Übermittlung der GPS-Koordinaten des Landeortes, bzw. einer analoger 2-Wege-Phonie. Als drittes Rettungsfunksystem besitzt man eine 406-MHz Emergency Position Indicating Radio Beacon, sowie hat man auch noch einen portablen Notfall 406-MHz-Sender mit dabei.

Während des Shenzhou-6 Fluges im Oktober 2005, hatte Paul J. Marsh, G7EYT/M0EYT aus England, ein ca. 15 kHz breites PSK-Signal auf 179,565 MHz während eines Überfluges empfangen können. Ob es auch von Shenzhou-6 gekommen ist, war sich Paul Marsh damals aber leider nicht sicher. Fakt ist aber, das die 179,565 MHz genau in einem chinesischen Satelliten-Telemetrieband liegt. Telemetriebänder von der chinesischen Raumfahrt sind z.B. zwischen 179-181 MHz und 479-481 MHz für den Downlink von Satelliten, sowie 380-410 MHz für den Downlink von Trägersystemen bekannt.

Sven Grahn hat während des Shenzhou-7 Fluges im September 2008, über die HearSat Mailingliste bekannt gegeben, daß bei der ITU (International Telecommunication Union) die Downlinkfrequenzen für die Shenzhou eingetragen sind. Als VHF gibt man da die beiden Bereiche 259,200-260,200 und 294,200-299,300 MHz an. Die Mittenfrequenzen der Bereiche wären dann jeweils die 259,700 und 296,750 MHz. Ob das jetzt ein Zufall ist oder eher gewollt, daß man sich da genau auf der UHF Backup Frequenz 259,700 MHz vom Space Shuttle befindet, bleibt im Moment ein Rätsel.
In einem TV-Beitrag vom chinesischen Staatsfernsehen CCTV, über das Bahnverfolgungsschiff Yuanwang-6, konnte man kurz eine 5er Gruppe von Kreuzyagis sehen. Nach einer groben Schätzung könnten die Yagis für einen Frequenzbereich von ~300 MHz ausgelegt sein. Es ist also möglich, daß diese Antennen für den Empfang des VHF Backup Downlinks des Shenzhou Raumschiffes genutzt werden.

In einer persönlichen eMail hat mir Sven Grahn die scheinbar genutzte S-Band Frequenz, für den primären Downlink des Shenzhou Raumschiffes mitgeteilt. Da Sven Grahn in Schweden wohnt und die Bahnneigung von 42° unter seinem Horizont liegt, konnte er diese Frequenz selber nicht testen. Richard S. Flagg, AH6NM hatte die S-Band Frequenz schon einen Tag nach dem Start von Shenzhou-7, in Honolulu, Hawaii mit seinen S-Band Equipment ermitteln können. Nach den Beobachtungen scheint die Frequenz ständig in der Umlaufbahn aktiviert zu sein. Durch mein schnelles handeln und der Weitergabe, konnte ein nicht genannt werden wollender Hörer und Paul Marsh diese S-Band Frequenz 2224,100 MHz, bei Überflügen in Europa auch bestätigen. Es soll sich um eine Tracking Beacon (freuenzmodulierte Trägerwelle) und zwei aufmodulierte Seitenbänder mit einer Telemetrie-Übertragung, in einen Abstand von ca. ±380 kHz gehandelt haben.

Shenzhou-7 Tracking Beacon am 27.09.2008 um 18:40MESZ auf 2224.100MHz USB
(Von einem nicht genannt werden wollenden Spender.)