El satélite de retransmisión Queqiao ( chino :鹊桥号中继卫星; pinyin : Quèqiáo hào zhōngjì wèixīng ; literalmente, ' satélite de retransmisión Magpie Bridge '), es el primero del par de satélites de retransmisión de comunicaciones y radioastronomía del Programa de Exploración Lunar chino . La Administración Nacional del Espacio de China (CNSA) lanzó el satélite de retransmisión Queqiao el 20 de mayo de 2018 a una órbita de halo alrededor del punto Lagrangiano L 2 Tierra-Luna [4] [5] Queqiao es el primer satélite de radioastronomía y retransmisión de comunicaciones en este lugar . [3]
El nombre Queqiao ("Puente de la Urraca") se inspiró y surgió del cuento chino El pastor de vacas y la tejedora . [4]
Queqiao fue diseñado para funcionar como relevo de comunicaciones para la misión Chang'e 4 a la cara oculta de la Luna, así como un observatorio de radioastronomía del espacio profundo para el programa espacial chino . [4] [6] [7]
La comunicación directa con la Tierra es imposible en la cara oculta de la Luna , ya que la Luna bloquea las transmisiones. Las comunicaciones deben pasar a través de un satélite de retransmisión de comunicaciones , que se coloca en un lugar que tenga una visión clara tanto del lugar de aterrizaje como de la Tierra. Una órbita circular, aunque fácil de lograr, periódicamente alejaría al satélite de la vista del módulo de aterrizaje o de la Tierra. Una constelación de múltiples satélites puede resolver este problema a costa de mayores gastos y riesgos. Teniendo esto en cuenta, colocar un satélite en órbita no alrededor de la Luna misma, sino alrededor de un punto de equilibrio del sistema Tierra-Luna en la cara oculta de la Luna (L 2 ), se convierte en una opción atractiva. [8]
Los tipos de órbitas cercanas a los puntos de equilibrio incluyen las órbitas de Lyapunov , las órbitas de halo , las órbitas de Lissajous y las órbitas de cuasi halo. Las órbitas de Lyapunov pasan detrás de la Luna, lo que restringe las oportunidades de comunicación con la Tierra durante largos períodos de tiempo y, como tales, no fueron consideradas. Las órbitas de Lissajous requieren menos mantenimiento de posición que las órbitas de halo, pero también sufren el paso ocasional detrás de la Luna. Su falta de periodicidad, un rasgo compartido con las órbitas de cuasi halo, complica aún más el mantenimiento de la orientación de antenas y paneles solares. Por lo tanto, se eligió una órbita de halo, a costa de mayores gastos de mantenimiento de la posición. [8]
Robert W. Farquhar sugirió por primera vez en 1966 una órbita de halo L 2 como retransmisión de comunicaciones para una misión Apolo a la cara oculta de la Luna . [9] Al final, no se lanzó ningún satélite de retransmisión para el Apolo. [10] Aunque varias naves espaciales han operado en órbitas de halo en el sistema Tierra-Sol desde entonces, [11] China fue la primera en realizar la idea original de Farquhar de un satélite de retransmisión de comunicaciones en una órbita de halo alrededor de la Tierra-Luna L 2 punto. [12]
El satélite se basa en el diseño del Chang'e 2 . [13] Utiliza el pequeño bus satelital CAST100 con una estructura de placa tipo sándwich de aluminio en forma de panal y varias piezas impresas en 3D. [1]
La comunicación con la superficie lunar se logra en la banda X , utilizando una antena parabólica desplegable de alta ganancia de 4,2 metros (14 pies), la antena más grande utilizada para un satélite de exploración del espacio profundo . [14] El enlace lunar utiliza modulación PCM/PSK/PM en el enlace directo y BPSK en el enlace inverso. La velocidad de datos del enlace directo del módulo de aterrizaje y del móvil es de 125 bit/s. La velocidad de datos del enlace de retorno es de hasta 555 kbit/s para el módulo de aterrizaje y de hasta 285 kbit/s para el móvil. La transmisión de datos a la Tierra opera en la banda S en modo de modulación BPSK, utilizando una única antena helicoidal de ganancia media a una velocidad de datos de hasta 10 Mbit/s. [1] [15]
El 20 de mayo de 2018, varios meses antes de la misión Chang'e 4, el Queqiao fue lanzado desde el Centro de Lanzamiento de Satélites de Xichang en China, en un cohete Long March 4C . [2] La nave espacial tardó 24 días en llegar a L 2 , utilizando una asistencia gravitatoria en la Luna para ahorrar propulsor. [3] El 14 de junio de 2018, Queqiao terminó su ajuste final y entró en la órbita de la misión, a unos 65.000 kilómetros (40.000 millas) de la Luna. Este es el primer satélite de retransmisión lunar jamás colocado en este lugar. [3]
Además de su equipo de retransmisión de comunicaciones, Queqiao lleva el Explorador de Baja Frecuencia Holanda-China (NCLE), un experimento de radioastronomía para detectar débiles señales de radio del universo primitivo. [16] El instrumento está destinado a realizar una amplia gama de observaciones en el régimen de radio de baja frecuencia, como el estudio del clima espacial y la caracterización del entorno de radio de fondo en L 2 . La cara oculta de la Luna es un entorno ideal para la radioastronomía, porque la Luna puede proteger los instrumentos de las interferencias de radiofrecuencia provocadas por el hombre procedentes de la Tierra. Si bien la misión principal de Queqiao mantendrá el instrumento constantemente en la línea de visión de la Tierra y lo expondrá a interferencias de radio del hardware de retransmisión de comunicación principal, la experiencia acumulada y los datos del NLCE servirán como pioneros para futuros instrumentos de radioastronomía en el espacio profundo. [5] NLCE desplegó con éxito sus antenas el 27 de noviembre de 2019. [17]
Queqiao está equipado además con un reflector láser desarrollado por la Universidad Sun Yat-sen como estudio piloto para el proyecto del observatorio de ondas gravitacionales TianQin . [18]
Se lanzaron un par de microsatélites científicos, Longjiang-1 y Longjiang-2 , con el Queqiao como carga útil secundaria. Los microsatélites pesan 45 kg cada uno y miden 50x50x40 centímetros. [19] Desarrollados en el Instituto de Tecnología de Harbin , los microsatélites debían volar en formación en una órbita de 300x3000 km para realizar interferometría astronómica de longitud de onda ultralarga. [20] Se perdió el contacto con Longjiang-1 poco después de la inyección translunar, pero Longjiang-2 entró con éxito en una órbita lunar de 350x13700 km de altitud el 25 de mayo. Longjiang-2 estaba equipado con una cámara microóptica proporcionada por la Ciudad Rey Abdulaziz para Ciencia y Tecnología , que devolvía imágenes en color de la Tierra y la superficie lunar. [19] El 24 de enero de 2019, Longjiang-2 realizó una maniobra de fin de misión, bajando su periapsis a 500 km. La órbita decayó gradualmente debido a perturbaciones gravitacionales cuando el microsatélite impactó el lado oculto de la superficie lunar a las 14:20 UTC del 31 de julio de 2019. [20]
China y la Universidad Radboud de Holanda colaboraron en el Explorador de Baja Frecuencia Holanda-China (NCLE), un experimento de radioastronomía. [17] China también aceptó una solicitud de la NASA para utilizar la sonda Chang'e 4 y el satélite de retransmisión Queqiao en futuras misiones lunares de Estados Unidos. [21]
Este es el primer satélite de retransmisión lunar en este lugar.
