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Unter dem Namen ESTRACK ESA tracking stations betreibt die europaische Raumfahrtbehorde ESA ein Netz von Funkstationen die zur Kommunikation mit Satelliten und Raumsonden und zur Unterstutzung von Raketenstarts dienen Durch weltweite Verteilung der Stationen ist gewahrleistet dass ein Raumfahrzeug stets mit mindestens einer Station Funkverbindung aufnehmen kann Die 35 m Antenne des ESTRACK Deep Space Netzwerks DSA 2 2010 in Cebreros SpanienZu den Raumfahrtmissionen die uber ESTRACK gesteuert wurden oder noch werden zahlen u a Herschel Planck Venus Express Mars Express ExoMars Rosetta Gaia BepiColombo LISA Pathfinder Solar Orbiter Euclid und JUICE und zahlreiche wissenschaftliche Satelliten Inhaltsverzeichnis 1 Bodenstationen 2 Deep Space Antennas DSA 3 Kunftiger Ausbau 4 Internationale Zusammenarbeit 5 Erganzendes Netzwerk 6 Siehe auch 7 Weblinks 8 EinzelnachweiseBodenstationen BearbeitenESTRACK besteht im Kern aus sieben Bodenstationen die die Raumfahrzeuge mit dem Europaischen Raumflugkontrollzentrum ESOC in Darmstadt verbinden Vier Tracking Stationen in Kourou Kiruna Redu und Santa Maria mit Antennendurchmessern von 5 5 bis 15 Metern sind zur schnellen Verfolgung von Raumfahrzeugen in der Startphase und in erdnahen Umlaufbahnen Tracking erfordert vergleichsweise kleine und schnell bewegliche Antennen Drei Deep Space Stationen fur Kommunikation in den tiefen Raum sind mit 35 Meter Antennen ausgerustet Drei Stationen befinden sich in Europa eine in Australien zwei auf dem sudamerikanischen Kontinent und eine mitten im Atlantik 1 Das Netzwerk kann die LEOP Launch and Early Orbit Phase nach Raketenstarts vom Centre Spatial Guyanais in Kourou uberwachen Wahrend der Starts sind die Trackingeinrichtungen Galliot und Diane in Kourou zusatzlich in Betrieb Als erste Antenne des Netzwerks wurde 1975 eine 15 m Antenne in Villafranca gebaut Die Funktionen der Station in Perth wurden 2015 von der Station New Norcia ubernommen die dafur eine zusatzliche 4 5 m Antenne fur schnelles Tracking erhielt Die Antennen von Villafranca und Maspalomas wurden an kommerzielle Betreiber abgegeben und sind inzwischen nicht mehr im Betrieb von ESTRACK 2 Deep Space Antennas DSA Bearbeiten1998 beschloss die ESA ein eigenes Netzwerk von Deep Space Stationen fur Einsatze im tiefen Weltraum englisch deep space missions mit 35 m Parabolantennen aufzubauen um mit den geplanten zukunftigen interplanetaren Missionen Schritt zu halten und nicht mehr abhangig vom Deep Space Network DSN der NASA zu sein Dabei wurden drei Stationen mit 35 m Antennen im Abstand von jeweils rund 120 Lange uber den Globus positioniert so dass trotz der Erdrotation eine kontinuierliche Kommunikation mit weit entfernten Raumfahrzeugen moglich ist Zwei der drei Stationen befinden sich auf der Sudhalbkugel und erganzen optimal die zahlreichen Deep Space Antennen diverser anderer Weltraumagenturen die die Nordhalbkugel bereits sehr gut abdecken nbsp DSA 1 in New Norcia 2010Die erste Station DSA 1 wurde 2002 in New Norcia gebaut gefolgt 2005 von DSA 2 in Cebreros und 2012 mit DSA 3 in Malargue Am 19 November 2009 wurde mit dem argentinischen Staat ein Abkommen geschlossen das den Aufbau und den Betrieb der Station in Malargue fur 50 Jahre zusichert Das Abkommen verpflichtet den argentinischen Staat zur Bereitstellung von Dienstleistungen wie Strassenanschluss Wasser Strom und Telekommunikationsleitungen im Gegenzug werden zehn Prozent der Antennenzeit fur nationale wissenschaftliche Projekte bereitgestellt Die Gaia Mission produziert sehr viele Daten und ware ohne ein ESA eigenes Antennennetz nicht moglich gewesen Die Empfangskapazitaten und die Datenverarbeitung der Stationen wurden eigens fur diese Mission aufgestockt Das entfernteste Signal das von den DSA empfangen wurde stammte von der Cassini Mission aus einem Abstand von 1 44 Milliarden Kilometern Alle drei Antennen sind Cassegrain Beam Wave Guide Antennen neuester Technik bei denen die empfangenen Signale uber ein Loch im Primarspiegel und diverse Reflektoren in den Unterbau der Antenne geleitet werden wo sich die entsprechenden Empfanger und Sender befinden Die Empfangsqualitat wurde durch auf 258 Celsius gekuhlte Empfanger soweit verbessert dass die Leistung der 35 m Antennen der von ungekuhlten 40 m Antennen entspricht Zur hochprazisen Zeiterfassung sind die Anlagen mit einer Wasserstoff Maser Atomuhr ausgestattet Alle Stationen unterstutzen Delta DOR Delta Differential One way Range eine Technologie zur prazisen Ortsbestimmung eines Raumfahrzeugs mit der die Position mittels zweier Antennen auf 1 Meter genau und die Geschwindigkeit bis auf 0 1 mm s bestimmt werden kann und verfugen uber GPS TDAF GPS Tracking and Data Analysis Facility zur genauen Positionsbestimmung Alle Antennen verfugen uber 2 kW und 20 kW Sendeanlagen und haben eine unterbrechungsfreie Stromversorgung fur den Fall dass das offentliche Stromnetz ausfallt Die Station in New Norcia erhielt ab 2015 eine Photovoltaikanlage die im August 2017 fertig gestellt wurde Mit einer Leistung von 250 kW soll sie 470 MWh an elektrischer Energie pro Jahr bereitstellen und etwa 40 des jahrlichen Strombedarfs decken 3 Alle Stationen sind mit Anlagen zur Radioastronomie ausgestattet und konnen sich an der radioastronomischen Forschung z B mittels VLBI beteiligen solange sie nicht fur Raumfahrtmissionen benotigt werden Die Teilnahme an VLBI ist ausserdem notwendig fur die hochprazise Messung der Antennenposition bis in den Bereich von wenigen Millimetern Die Station in Cebreros wurde 2017 fur den Empfang im Ka Band aufgerustet Von 2017 bis 2019 wurde Malargue fur vier Millionen Euro mit neuer Technik ausgerustet fur eine uberarbeitete Signalverarbeitung und zusatzlichen Empfang im 26 GHz Bereich Diese Erweiterung im Ka Band kann die Sonde BepiColombo zusatzlich unterstutzen Die Gaia Mission sendet mit 10 MB s die Euclid Mission soll eine Datenrate von 149 MB s erreichen Dementsprechend wurden die Antennenanlagen Einrichtungen und Datennetze ausgebaut 4 5 Am 30 Januar 2020 gelang es der Station in New Norcia zum ersten Mal mit den zwei Missionen Mars Express und ExoMars Trace Gas Orbiter TGO gleichzeitig zu kommunizieren Dabei wurde gleichzeitig auf zwei verschiedenen Frequenzen gesendet 6 Der wachsende Bedarf an Antennenkapazitaten fuhrte zu einem Vertrag mit Goonhilly Earth Station Ltd dem Betreiber der Goonhilly Satellite Earth Station Dort wurden 9 5 Millionen Euro investiert und damit Antennen und Empfangsanlagen mit Hilfe der ESA zu einer kommerziellen Deep Space Station ausgebaut 7 Die 32 Meter Schussel GHY 6 Merlin wurde als kommerzielle Deep Space Station im Juni 2021 eroffnet 8 Die 30 Meter Antenne GHY 3 Guinevere soll 2022 folgen veraltet Im Mai 2021 wurde ein Upgrade der Station in Cebreros abgeschlossen Der neue Empfanger ist nun auf 10 K heruntergekuhlt 263 C das erlaubt eine bis zu 40 hohere Datenrate im X Band durch den verbesserten Empfang Die hohere Empfindlichkeit macht nun ausserdem die Unterstutzung von Missionen zu Uranus and Neptun moglich Die Station in Malargue bekommt 2022 diese Verbesserung fur X Band und im Ka Band Der neue Empfanger soll in den hoheren Frequenzen eine bis zu 80 hohere Datenrate zulassen Die Station in New Norcia bekommt das Upgrade spater die neue Antenne soll bei der Eroffnung bereits auf dem neuesten Stand sein Der Empfanger stammt vom franzosischen Unternehmen Callisto Space und wurde speziell fur ESA entwickelt Profitieren sollen davon vor allem die Missionen BepiColombo und Juice 9 Kunftiger Ausbau Bearbeiten2019 liefen Tests zur Nutzung der 30 Meter Antenne der Bodenstation Weilheim des DLR als zusatzliche Deep Space Antenne zur Erweiterung der Empfangskapazitaten Die Technik musste dazu modernisiert und ausgebaut werden ausserdem konnte die Antenne die seit langerer Zeit nur noch Empfanger hat wieder mit einem Sender ausgestattet werden Die Anlage ist fur Deep Space Kommunikation konstruiert und dafur zertifiziert und wurde in der Vergangenheit bereits zur Unterstutzung von diversen Deep Space Missionen genutzt 10 Derzeit wird ein 80 kW Sender fur die Deep Space Stationen entwickelt der 2024 einsatzbereit sein soll Alle Systeme sind bereits fur den neuen Sender vorbereitet 5 Dieser Sender kann Missionen bis zu den ausseren Planeten Uranus und Neptun unterstutzen In New Norcia soll eine vierte 35 Meter Antenne die Empfangskapazitaten weiter erhohen Der Empfanger der neuen Antenne wird auf 10 Kelvin 263 C gekuhlt dieses bewirkt bei hohen Frequenzen eine 40 hohere Datenrate 11 Die Arbeiten wurden im April 2021 angekundigt seither wurde die Infrastruktur ausgebaut mit einer Strassenverbindung Strom und Datenleitungen Der eigentliche Bau startete offiziell am 16 Juni 2022 die ausfuhrenden Unternehmen sind Thales Alenia Space Frankreich und Schwartz Hautmont Construcciones Metalicas aus Spanien das bereits mehrere Grossantennen gebaut hat Die Bauarbeiten sollen gegen Ende 2024 abgeschlossen sein Die neue Antenne soll den regularen Betrieb Anfang 2025 aufnehmen fur die JUICE HERA Euclid und Vigil Missionen 12 Aufgrund der steigenden Anzahl an Missionen werden zurzeit auch Studien fur eine funfte Deep Space Antenne in Malargue durchgefuhrt Die Antenne soll zum Ende des Jahrzehnts potentiell mit Beteiligung der japanischen Weltraumorganisation JAXA errichtet werden 13 Die Station in Redu wird 2024 an die EUSPA abgegeben da sie zurzeit ohnehin permanent fur das Galileo Satellitennavigationssystem genutzt wird Fur Kiruna gibt es Uberlegungen uber eine weitere Antenne mit etwa 6 m Durchmesser zum Empfang von Nutzlastdaten der Earth Explorer Missionen im K Band 14 Antennen des ESTRACK Netzwerks 2023 Deep Space Antennas DSA grun hinterlegt Namensgebender Ort 1 Bezeichnung Spiegel m Baujahr Up Down Option BemerkungenNew Norcia Australien NNO1 DSA 1 350 2002 S X S X Beam Wave Guide Antenne Gewicht 580 t 15 31 2 52 8 S 116 11 31 2 O 31 048 116 192 Seit dem 1 Juni 2019 wird die Station von CSIRO im Auftrag der ESA unterhalten 16 NNO2 4 5 2015 X S X Diese kleine und leichtbewegliche Antenne fur schnelles Tracking wurde errichtet um Aufgaben der Perth Station zu ubernehmen Die Antenne hat einen erweiterten Sichtbereich um Objekte in der Startphase zu finden auch wenn die genaue Position nicht bekannt ist Sie kann eine Radioquelle lokalisieren und hilft die grosse Antenne prazise auszurichten 15 NNO3 DSA 4 350 X Ka X K Ka K up 35 Meter Antenne im X und Ka Band im Bau Die Bauarbeiten sollen Ende 2024 fertig sein und der regulare Betrieb nach der Kommissionierung Anfang 2025 aufgenommen werden 12 Bodenstation Kiruna in Kiruna Schweden KI1 150 1990 S S X 67 51 25 2 N 20 57 50 4 O 67 857 20 964 Die Station besteht seit 1990 und ist fur Satelliten mit polaren Umlaufbahnen zugeschnitten KI2 130 2000 17 S S X 18 Europaisches Raumfahrtsicherheits und Bildungszentrum in Redu Belgien RED 150 1968 19 1995 20 S S Die Station Redu wurde 1968 verfugt uber ca 43 bewegliche Antennen in verschiedenen Grossen und Frequenzbereichen S Ku Ka L C Band einige davon zu Testzwecken Die Bodenstation kann als Backup fur ESOC dienen und untersucht das Weltraumwetter 21 In Redu befindet sich ESEC the European space Security and Education Centre Die heutige ESTRACK Antenne wurde 1995 erbaut wird aber zurzeit ausschliesslich fur Galileo genutzt und daher 2024 an die EUSPA ubergebenCebreros Spanien CEB DSA 2 350 2005 X X K Ka K Ka up Hohe 40 m Gewicht 450 t Kosten 30 Mio Euro 22 40 27 10 8 N 4 22 4 8 W 40 453 4 368 Am Standort befand sich zuvor eine Antenne des DSN Santa Maria Azoren Portugal SMA 5 5 S X Erste ESTRACK Station die vom Weltraumzentrum Guayana startende Raketen mit mittlerer Bahnneigung uberwachen kann 23 Die 15 Meter Antenne von Perth soll hier neu aufgebaut und damit die Trackingfahigkeiten der Station verbessert werden 24 36 59 50 1 N 25 8 8 6 W 36 99725 25 135722222222 Nicht weit davon befindet sich die RAEGE Station mit einem Gravimeter einem Seismographen einem Accelerograph einer 13 2 Meter Antenne fur VLBI und GNSS Stationen Kourou Franzosisch Guayana KRU 150 S X S X MASER System zur Verfolgung von Flugbahnen von gestarteten Raketen Uberprufung der Kommunikation mit Satelliten vor dem Start 25 Eine 1 3 Meter Antenne mit X Band Empfanger dient als Trackinghilfe Die Station hat eine unterbrechungsfreie Stromversorgung und Einrichtungen fur GPS TDAF GESS 5 15 3 6 N 52 48 18 W 5 251 52 805 Die Station Galliot der CNES befindet sich sudlich von Kourou und unterstutzt bei Raketenstarts Malargue Argentinien MLG DSA 3 350 2012 X Ka X K Ka K up Standort in 1550 m uber dem Meeresspiegel Hohe 40 m Gewicht 610 t 26 Der Standort wurde bewusst auf der Sudhalbkugel gewahlt weil auf der Nordhalbkugel bereits eine Vielzahl von grossen Antennen bestehen 35 46 33 6 S 69 23 52 8 W 35 776 69 398 Malargue ist auch Standort des Pierre Auger Observatoriums Ehemalige Antennen des ESTRACK Netzwerks Namensgebender Ort 1 Bezeichnung Durch messer Baujahr Ausser dienststellung Up Down Option BemerkungenFairbanks 1967 1974 VHF VHF Bodenstation der Vorgangerorganisation ESRO in Alaska Wiederinbetriebnahme von 1975 1977 27 28 Maspalomas Afrika 15 m 2017 2 S S X X up Station auf Gran Canaria Spanien 27 45 46 8 N 15 38 2 4 W 27 763 15 634 29 2017 wurde die Station an INTA ubergeben arbeitet aber weiterhin fur ESA 2 Ny Alesund 17m 21m 1967 1974 VHF VHF Bodenstation der Vorgangerorganisation ESRO auf Spitzbergen Die Station befand sich auf dem Gelande des heutigen Flugplatzes Es gab eine Antenne nur zum Senden wahrend die andere nur zum Empfang genutzt wurde Odenwald Deutschland 15 m13 5 m 1975 2002 S S Auch bekannt unter dem Namen ESOC Bodenstation Michelstadt Aufgebaut 1975 und fur Hipparcos und Meteosat genutzt Die Anlage wurde 2002 an einen Satellitenbetreiber abgegeben Nach Insolvenz ist die Anlage seit ca 2010 ausser Betrieb und in ruinosem Zustand Perth Australien 15 m 1987 2017 2 S S X Ursprunglich 1985 in Carnavon errichtet und dann 1987 nach Perth gebracht Die Station in Perth wurde 2015 vom Netz genommen Die Besiedelung kam der Antenne immer naher damit entstanden zunehmende Probleme durch storende Funksignale ausserdem wurde die Betriebslizenz nicht weiter verlangert Die Aufgaben wurden in New Norcia ubernommen oder an kommerzielle Satellitenbetreiber nach Dongara abgegeben 1 15 Die Antenne selbst wurde an PT Space abgegeben und neben der Santa Maria Station auf den Azoren neu errichtet Sie wartet unter der Bezeichnung Santa Maria 2 auf die offizielle Inbetriebnahme 2 24 Am Standort betreibt Telstra Landsdale eine Antennenstation fur Telekommunikation die auch die 15 m Antenne betreute 31 48 10 8 S 115 53 6 O 31 803 115 885 Port Stanley 1967 1974 VHF VHF Bodenstation der Vorgangerorganisation ESRO auf den Falklandinseln Villafranca del Castillo Spanien VIL 1 15 m 2012 30 S S VIL 1 wurde 1975 als erste Antenne des Netzwerks gebaut Sie soll fur Cooperation for Education in Science and Astronomy Research CESAR fur Ausbildung von Studenten an europaischen Universitaten genutzt werden 31 40 26 24 N 3 57 0 W 40 44 3 95 VIL 2 15 m 2017 2 S S Villafranca ist mit entsprechenden Rechenkapazitaten Standort fur das ESAC Missionszentrum fur verschiedene Missionen 31 Ende 2017 wurde VIL 2 abgegeben und wird nicht mehr von ESTRACK betrieben aber dennoch von Zeit zu Zeit fur ESA Missionen genutzt falls die Kapazitaten der anderen Stationen nicht ausreichen 2 VIL 4 12 m 2015 32 C X C X Ka Anfanglich fur Betrieb im C Band gebaut dann fur Technologietests fur Empfang in X und Ka Band und Senden in X Band genutzt 2015 abgebaut 1 Die Stationen befinden sich typischerweise einige dutzend Kilometer vom namensgebenden Ort entfernt nbsp New Norcia hat einen Solargenerator nbsp Hauptantenne von New Norcia nbsp Die 4 5 Meter Antenne fur schnelles Tracking in New Norcia nbsp Malargue Station DSA3 nbsp Malargue Station DSA3Internationale Zusammenarbeit BearbeitenESTRACK teilt seine Kapazitaten mit anderen Raumfahrtorganisationen und Netzwerken die ihrerseits wiederum Kapazitaten fur ESA Missionen bereitstellen Solche Netzwerke sind z B ASI Italien CNES Frankreich DLR Deutschland das DSN der NASA das Goddard Space Flight Zentrum die 64 Meter Antenne des Usuda Deep Space Centers die 54 Meter Antenne der Misasa Deep Space Station betrieben von JAXA Japan und das Telemetry Tracking and Command Network ISTRAC der indischen Raumfahrtbehorde ISRO ESTRACK unterstutzte Missionen von China und Russland und die Landung von NASA Rovern auf dem Mars Stationen mit denen Abkommen zur Zusammenarbeit bestehen befinden sich in Poker Flat Goldstone Madrid Weilheim Esrange Hartebeesthoek Malindi Kerguelen Usuda Masuda Canberra 33 Galliot Frz Guayana Natal Tracking Station in Rio Grande do Norte Brasilien Libreville Gabun Ascension 34 Das Sardinia Radio Telescope mit 64 Metern Durchmesser ist in erster Linie eine wissenschaftliche Einrichtung ist aber auch als Deep Space Empfangsstation ausgerustet und kann bei Bedarf in ESTRACK und DSN eingebunden werden ESTRACK kann Funktionen des DSN ubernehmen oder umgekehrt Beide Netzwerke konnen sich in Notfallen unterstutzen Antennen zusammenschalten und gegenseitig Daten austauschen Ein Abkommen zur generellen gegenseitigen Unterstutzung wurde zwischen NASA und ESA am 21 Marz 2007 abgeschlossen 35 Die Zusammenarbeit ermoglicht erhohte Auslastung gegenseitige Unterstutzung in Notfallen und als Backup mehr Flexibilitat und Erweiterung der wissenschaftlichen Ertrage fur alle Um die internationale Zusammenarbeit der Trackingeinrichtungen zu erleichtern drangt die ESA auf Entwicklung und Anwendung von international anerkannten Standards zum Datenaustausch 1 Alle Anlagen entsprechen den Bestimmungen des CCSDS Am 30 Juli 2021 unterzeichnete ISRO ein Abkommen mit ESA zur gegenseitigen Unterstutzung in missionskritischen Situationen fur ausgewahlte Weltraummissionen beispielsweise fur die LEOP nach Raketenstarts das Einschwenken in eine Umlaufbahn oder eine Landung auf einem Himmelskorper Das Abkommen unterstutzt den Austausch von Navigationsdaten Unterstutzung im Missionsbetrieb und die Weiterleitung von Daten Gelegenheiten zur Umsetzung des Abkommens bestehen in den kommenden Missionen der ISRO mit dem bemannten Raumfahrtprogramm Gaganyaan der Mondmission Chandrayaan 3 und Aditya L1 zur Erforschung der Sonne Im Gegenzug kann ESA die Trackingstationen der ISTRAC und die Deep Space Station des IDSN in Byalalu bei Bangalore fur eigene Missionen nutzen 36 nbsp ESTRACK Welt nbsp Perth nbsp New Norcia nbsp Maspalomas nbsp Kiruna nbsp Redu nbsp Cebreros u Villafranca nbsp Santa Maria nbsp Kourou nbsp Malargue nbsp ESOCESTRACK Bodenstationen nbsp Stationen fur schnelles Tracking nbsp Deep Space Antennen nbsp ESOC nbsp ehemalige StationenErganzendes Netzwerk BearbeitenNeben den ESA eigenen Antennen und den Abkommen zur gegenseitigen Nutzung von Antennenstationen mit anderen Weltraumagenturen gibt es noch ein erganzendes Netzwerk von kommerziellen Satellitenstationen die uber Vertrage Dienste fur das Netzwerk bereitstellen Diese Antennen werden fur gewohnlich von diversen nationalen Raumfahrtagenturen oder Telekommunikationsgesellschaften betrieben Diese Stationen werden hauptsachlich wahrend der LEOP Phase nach Raketenstarts genutzt wenn das bestehende Netz nicht ausreicht und sind fur Satelliten die Bahnen uber die Pole haben 1 Diese Stationen werden zu anderen Zeiten von kommerziellen Satellitenbetreibern und anderen Weltraumagenturen genutzt Dongara Station in West Australien war zwischenzeitlich Ersatz fur die Station in Perth Santiago de Chile in Zusammenarbeit mit dem Raumforschungszentrum der Universitat von Chile betrieben durch SSC Chile South Point Station bei Kailua Kona auf Hawaii betrieben durch Universal Space Network Svalbard Station bei Longyearbyen Spitzbergen betrieben durch Kongsberg Satellite Services AS KSAT Troll Satellite Station in der Antarktis betrieben durch KSAT Goonhilly Satellite Earth Station betrieben durch Goonhilly Earth Station Ltd Siehe auch BearbeitenListe der RaumsondenWeblinks BearbeitenUberblick uber die Bodenstationen auf den Seiten der ESA englisch Estrack Broschure der ESA Broschure englisch PDF Datei 4 1 MB ESTRACKnow Abgerufen am 6 Juli 2019 Einzelnachweise Bearbeiten a b c d esa Estrack ground stations In European Space Agency esa int abgerufen am 14 Mai 2017 a b c d e f g esa Transferring ownership of three ESA ground stations In European Space Agency esa int abgerufen am 8 Januar 2018 esa Going green to the Red Planet In European Space Agency esa int abgerufen am 5 Januar 2018 esa ESA boosting its Argentine link with deep space In European Space Agency esa int abgerufen am 29 August 2017 a b Doing up the deep dish Abgerufen am 26 Dezember 2019 englisch First time controlling two spacecraft with one dish Abgerufen am 28 Marz 2020 englisch esa Goonhilly goes deep space In European Space Agency esa int abgerufen am 1 August 2018 Goonhilly Earth Station International Satellite Teleport 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