El satélite de retransmisión Queqiao ( chino :鹊桥号中继卫星; pinyin : Quèqiáo hào zhōngjì wèixīng ; lit. ' satélite de retransmisión Magpie Bridge ') es el primero del par de satélites de retransmisión de comunicaciones y radioastronomía para el 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 de Lagrangian L 2 Tierra-Luna [4] [5] Queqiao es el primer satélite de retransmisión de comunicaciones y radioastronomía en esta ubicación. [3]
El nombre Queqiao ("Puente de la Urraca") se inspiró y proviene del cuento chino El pastor y la tejedora . [4]
Queqiao fue diseñado para funcionar como un relé de comunicación para la misión Chang'e 4 al otro lado de la Luna, así como un observatorio de radioastronomía de espacio profundo para el programa espacial chino . [4] [6] [7]
La comunicación directa con la Tierra es imposible en el lado lejano de la Luna , ya que las transmisiones están bloqueadas por la Luna. Las comunicaciones deben pasar por un satélite de retransmisión de comunicaciones , que se coloca en un lugar que tenga una vista clara tanto del lugar de aterrizaje como de la Tierra. Una órbita circular, aunque fácil de lograr, llevaría periódicamente al satélite fuera de la vista del módulo de aterrizaje o de la Tierra. Una constelación de múltiples satélites puede resolver este problema a costa de un mayor gasto y riesgo. Con esto en mente, colocar un satélite en órbita no alrededor de la Luna en sí, sino alrededor de un punto de equilibrio del sistema Tierra-Luna en el lado lejano de la Luna (L 2 ) se convierte en una opción atractiva. [8]
Los tipos de órbitas cercanas a los puntos de equilibrio incluyen órbitas de Lyapunov , órbitas de halo , órbitas de Lissajous y órbitas cuasi-halo. Las órbitas de Lyapunov pasan detrás de la Luna, restringiendo las oportunidades de comunicación con la Tierra durante largos períodos de tiempo, y como tal no se consideraron. Las órbitas de Lissajous requieren menos mantenimiento de la posición que las órbitas de halo, pero padecen el problema de pasar ocasionalmente detrás de la Luna también. Su no periodicidad, un rasgo compartido con las órbitas cuasi-halo, complica aún más el mantenimiento de la orientación de las antenas y los paneles solares. Por lo tanto, se eligió una órbita de halo, a costa de un mayor gasto de mantenimiento de la posición. [8]
En 1966, Robert W. Farquhar sugirió por primera vez una órbita de halo L 2 como relé de comunicaciones para una misión Apolo al otro lado de la Luna . [9] Al final, no se lanzó ningún satélite de retransmisión para Apolo. [10] Aunque desde entonces varias naves espaciales han operado en órbitas de halo en el sistema Tierra-Sol, [11] China fue el primero en hacer realidad la idea original de Farquhar de un satélite de retransmisión de comunicaciones en una órbita de halo alrededor del punto L 2 Tierra-Luna . [12]
El satélite se basa en el diseño de Chang'e 2. [13] Utiliza el pequeño bus satelital CAST100 con una estructura de placa sándwich de panal de aluminio y varias piezas impresas en 3D. [1]
La comunicación con la superficie lunar se realiza 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 regresivo. La velocidad de datos del enlace directo del módulo de aterrizaje y el explorador 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 explorador. La transmisión de datos a la Tierra funciona 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 gravitacional en la Luna para ahorrar combustible. [3] El 14 de junio de 2018, Queqiao terminó su combustión de 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 esta ubicación. [3]
Además de su equipo de retransmisión de comunicaciones, Queqiao lleva el Netherlands-China Low Frequency Explorer (NCLE), un experimento de radioastronomía para detectar señales de radio débiles del universo primitivo. [16] El instrumento está destinado a realizar una amplia gama de observaciones en el régimen de radio de baja frecuencia, como estudiar el clima espacial y caracterizar el entorno de fondo de radio en L 2 . El lado lejano de la Luna es un entorno ideal para la radioastronomía, porque la Luna puede proteger a los instrumentos de la interferencia de radiofrecuencia provocada por el hombre que proviene 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 la interferencia de radio del hardware de retransmisión de comunicaciones primario, la experiencia y los datos acumulados del NLCE servirán como un pionero para futuros instrumentos de radioastronomía del espacio profundo. [5] NLCE desplegó con éxito sus antenas el 27 de noviembre de 2019. [17]
Queqiao también está equipado con un reflector láser desarrollado por la Universidad Sun Yat-sen como estudio piloto para el proyecto del observatorio de ondas gravitacionales TianQin . [18]
Un par de microsatélites científicos, Longjiang-1 y Longjiang-2 , han sido lanzados 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 King Abdulaziz City for Science and Technology , 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 se deterioró gradualmente debido a perturbaciones gravitacionales y el microsatélite impactó el lado lejano de la superficie lunar a las 14:20 UTC, el 31 de julio de 2019. [20]
China y la Universidad Radboud de los Países Bajos colaboraron en el proyecto de exploración de baja frecuencia entre los Países Bajos y 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 estadounidenses a la Luna. [21]
Este es el primer satélite lunar de retransmisión que ha llegado a esta ubicación.
