Villafranca Yer İstasyonu

Villafranca yer istasyonu (Villafranca del Castillo), İspanya'nın Madrid kentinin 30 kilometre batısında, Guadarrama Vadisi'nde bulunan ve günümüzde Avrupa Uzay Astronomi Merkezi (ESAC) kampüsü içerisinde yer alan bir uydu iletişim ve takip tesisidir.^【1】 İlk olarak 1975 yılında Uluslararası Ultraviyole Kâşifi (IUE) uydusunu desteklemek amacıyla inşa edilen bu tesis, aynı yıl Avrupa Uzay Araştırmaları Örgütü'ne (ESRO) tahsis edilmiş ve sonrasında kurulan Avrupa Uzay Ajansı'nın (ESA) yer istasyonu ağı olan Estrack'in çekirdeğini oluşturmuştur.^【2】 İstasyonun temel işlevleri arasında uzay araçlarına komutlar göndermek, uyduların topladığı bilimsel verileri ve sistem durum bilgilerini Dünya'ya indirmek ve uzay araçlarının konum, yörünge ve hızını belirlemek için radyometrik ölçümler yapmak bulunmaktadır. Faaliyetleri süresince hem ESA hem de ESA dışı birçok uzay görevine telemetri, takip ve komuta desteği sağlayan istasyonun işletme sorumluluğu, 2017 yılında Avrupa endüstrisine devredilmiştir.^【3】

^{Villafranca İzleme İstasyonu 1977 (}ESA⁾

Villafranca del Castillo'da yer alan yer istasyonu, ilk olarak Uluslararası Ultraviyole Kâşifi (IUE) uydusunu desteklemek amacıyla inşa edilmiştir. Tesis, gelecekteki uzay görevlerine destek sağlaması amacıyla 19 Mayıs 1975 tarihinde Avrupa Uzay Araştırmaları Örgütü'ne (ESRO) tahsis edilmiştir. Aynı ayın sonlarında, ESRO'nun ELDO ile birleşerek Avrupa Uzay Ajansı'nı (ESA) kurmasının ardından Villafranca istasyonu, ESA'nın küresel yer istasyonu ağı olan Estrack'in çekirdeğini oluşturmuştur.^【4】

İlerleyen yıllarda Estrack ağı; Dünya'ya yakın yörüngedeki uyduları veya fırlatıcıları izlemek üzere optimize edilmiş İsveç, Fransız Guyanası, Portekiz, Belçika, Avustralya ve İspanya'daki benzer istasyonların katılımıyla genişlemiştir. Orijinal Villafranca istasyonunun yer aldığı yerleşke ise zamanla büyüyüp gelişerek ESA'nın İspanya'daki ana kuruluşu olan Avrupa Uzay Astronomi Merkezi'ne (ESAC) dönüşmüştür.^【5】 Tesisin faaliyet yapısında gerçekleşen önemli bir idari değişiklikle, 2017 yılında Villafranca istasyonunun işletme sorumluluğu Avrupa endüstrisine devredilmiştir.^【6】

^{Villafranca VIL-2 Anteni ve ESAC'ın Havadan Görünümü (}ESA⁾

Villafranca yer istasyonu, İspanya'nın başkenti Madrid'in 30 kilometre batısında yer alan Guadarrama Vadisi'nde konumlanmıştır. Günümüzde Avrupa Uzay Astronomi Merkezi (ESAC) kampüsünün bir parçası olan tesisin çevresi, yaprak dökmeyen meşe ve kavak ağaçlarının yanı sıra 15. yüzyıldan kalma bir kale ile çevrilidir. İstasyonun resmi yerleşkesi ve posta adresi, Madrid'in Villanueva de la Cañada bölgesindeki Villafranca del Castillo'da bulunmaktadır.^【7】

İstasyonun konumu, Dünya'nın geoit yüzeyini matematiksel olarak modelleyen WGS-84 referans elipsoidine göre hesaplanmıştır.^【8】 Yerleşkede bulunan antenlerin ve sistemlerin kesin coğrafi koordinatları ile yükseklik değerleri (metre cinsinden) aşağıdaki gibidir:

VIL-1 Anteni: 40° 26' 33.23261" K enlemi, 3° 57' 5.69653" B boylamı, 655.150 m yükseklik.

VIL-2 Anteni: 40° 26' 44.14250" K enlemi, 3° 57' 9.35406" B boylamı, 664.784 m yükseklik. (Aynı tesise ait farklı bir ESA kaydında VIL-2 anteninin koordinatları 40° 26' 33.23" K, 3° 57' 05.70" B ve yüksekliği 664.80 m olarak da raporlanmıştır).^【9】

VIL-4 Anteni: 40° 26' 40.28291" K enlemi, 3° 57' 6.17213" B boylamı, 659.604 m yükseklik.

TS1 Sistemi: 40° 26' 36.02401" K enlemi, 3° 57' 5.68985" B boylamı, 650.767 m yükseklik.

ASTRA Trilat Sistemi: 40° 26' 37.49750" K enlemi, 3° 57' 10.92013" B boylamı, 650.415 m yükseklik.^【10】

Villafranca yer istasyonu, uzay araçlarının yörüngelerini düzeltmek, faydalı yüklerini yönetmek ve uyduların topladığı bilimsel veriler ile sistem durum bilgilerini yeryüzüne indirmek amacıyla modern elektronik telemetri, telekomut ve mesafe ölçüm (ranging) donanımlarına sahiptir. Tesisteki terminaller aracılığıyla uydular için izleme, telemetri, telekomut ve radyometrik ölçüm (mesafe ölçümü, Doppler, meteoroloji) hizmetleri sunulmaktadır. İstasyon altyapısında donanımsal olarak frekans ve zamanlama sistemi, izleme ve kontrol mekanizmaları ile ESA Operasyon Ağı (OPSNET) üzerinden sağlanan iletişim sistemleri bulunmakta olup, tesisin enerji güvenliği kesintisiz (no-break) bir güç santrali ile desteklenmektedir.^【11】

İstasyonda farklı frekanslarda ve amaçlarda faaliyet gösteren birden fazla anten sistemi yer almaktadır.

^{VIL-1 (}ESA⁾

15 metre çapında çanak yapıya sahip olan VIL-1 anteni, S-bant frekansında hem alıcı hem de verici olarak görev yapabilen bir sistemdir. Bu antenin donanımında otomatik izleme (autotrack) yeteneği, mesafe ölçüm sistemi, frekans ve zamanlama sistemi ile izleme, kontrol ve iletişim ekipmanları bulunmaktadır. Eylül 2007'de operasyonel kullanımdan çekilerek beklemeye (mothballed) alınan VIL-1'in, Avrupa üniversitelerindeki öğrencilere radyo astronomi ve uzay bilimleri alanında uygulamalı eğitim sağlamayı amaçlayan CESAR (Bilim ve Astronomi Araştırmalarında Eğitim İşbirliği) programı kapsamında eğitim amaçlı değerlendirilmesi düşünülmektedir.^【12】

^{VIL-2 (}ESA⁾

VIL-1 ile benzer teknik özellikler taşıyan VIL-2 anteni de 15 metre çapında bir çanak anten olup, S-bant frekansı üzerinden sinyal alımı ve iletimi gerçekleştirmektedir. İstasyondaki aktif sistemlerden biri olan bu donanımda da otomatik izleme kabiliyeti, mesafe ölçüm ünitesi, frekans ve zamanlama sistemleri ile iletişim, izleme ve kontrol mekanizmaları standart olarak yer almaktadır.^【13】

Telemetri ve izleme dışında teknoloji testleri amacıyla kullanılan 12 metre çapındaki VIL-4 çanak anteni, X ve Ka-bantlarında sinyal alabilmekte ve X-bantında iletim yapabilmektedir. Bunların yanı sıra tesiste Küresel Konumlama Sistemi - İzleme ve Veri Tesisi (GPS-TDAF) donanımı için ayrılmış özel bir anten daha mevcuttur. Kampüs içerisinde yer alan TVSAT anteni ise telemetri, izleme ve komuta (TT&C) ağının bir üyesi sayılmamakta, bu sebeple doğrudan Villafranca yer istasyonunun bir parçası olarak kabul edilmemektedir.^【14】

^{XMM-Newton Bilim Operasyonları Merkezi (}ESA⁾

Villafranca yer istasyonunun rutin operasyonları, Almanya'nın Darmstadt kentinde bulunan Avrupa Uzay Operasyonları Merkezi (ESOC) tarafından uzaktan kontrol edilmektedir. Tesis, faaliyet gösterdiği süre boyunca hem Avrupa Uzay Ajansı'na (ESA) ait uydulara hem de ESA dışı uzay görevlerine telemetri, izleme ve komuta desteği sağlamıştır. İstasyonun da içinde bulunduğu Avrupa Uzay Astronomi Merkezi (ESAC) yerleşkesi aynı zamanda XMM-Newton, Integral, Herschel ve Gaia gibi önemli bilimsel uzay görevlerinin Bilim Operasyon Merkezlerine (SOC) ev sahipliği yapmaktadır.^【15】

İstasyonun tarihsel süreçte desteklediği görevlerin başında, tesisin orijinal inşa edilme nedeni olan Uluslararası Ultraviyole Kâşifi (IUE) uydusu gelmektedir. Geçmişten günümüze istasyon altyapısı kullanılarak iletişim kurulan diğer önemli görevler arasında Marecs, Exosat, Kızılötesi Uzay Gözlemevi (ISO), birinci ve ikinci nesil Meteosat uyduları, Hipparcos, ERS-1, ERS-2 ve ESA'nın Ay görevi olan SMART-1 bulunmaktadır.^【16】

Tesis bünyesindeki donanımlar yakın dönemde veya hâlihazırda; Dünya'nın manyetik alanını inceleyen dört uyduluk Cluster filosuna, gama ışını teleskobu Integral'e, XMM-Newton'a, Dünya gözlem uydusu Envisat'a, Otomatik Transfer Aracı (ATV) serisine ve Uluslararası Uzay İstasyonu'na (ISS/PCE) destek vermek üzere de kullanılmıştır.^【17】