Цюэцяо-1
Китайский лунный спутник связи
Цюэцяо-1
Рендеринг спутника Queqiao
Тип миссииРетрансляция связи
Радиоастрономия
ОператорCNSA
ИДЕНТИФИКАТОР КОСПАР2018-045А
Номер SATCAT43470
Продолжительность миссииПланируется: 5 лет,
6 лет, 8 месяцев, 14 дней
(в процессе)
Свойства космического корабля
АвтобусКАСТ100 [1]
ПроизводительDFH Спутниковая Компания ООО
Стартовая масса448,7 кг (989 фунтов) [1]
Сухая масса325 кг (717 фунтов)
РазмерыСпутник: 1,4 × 1,4 × 0,85 м [1]
Антенна: 4,2 метра (14 футов) в диаметре [1]
Власть800 Вт [1]
Начало миссии
Дата запуска20 мая 2018 21:28 UTC [2]
РакетаВеликий поход 4С [2]
Стартовая площадкаСичан LC-3 [2]
Параметры орбиты
Система отсчетаГало-орбита
Орбитальный аппарат Земля-Луна L 2
Орбитальная вставка14 июня 2018 г. [3]
Спутники Цюэцяо

Ретрансляционный спутник Цюэцяо ( кит .鹊桥号中继卫星; пиньинь : Quèqiáo hào zhōngjì wèixīng ; букв. « ретрансляционный спутник Сорокиного моста ») — первый из пары ретрансляционных и радиоастрономических спутников для Китайской программы исследования Луны . 20 мая 2018 года Китайское национальное космическое управление (CNSA) запустило ретрансляционный спутник Цюэцяо на гало-орбиту вокруг точки Лагранжа L 2 системы Земля–Луна [4] [5] Цюэцяо — первый ретрансляционный и радиоастрономический спутник в этом месте. [3]

Название Цюэцяо («Сорочий мост») было навеяно китайской сказкой «Пастух и ткачиха» и произошло от нее . [4]

Проектирование и разработка

Точки Лагранжа Земля-Луна: Спутник на гало-орбите вокруг L 2 , которая находится позади Луны, будет иметь вид как на Землю, так и на обратную сторону Луны.
Антенна релейной связи с апертурой 4,2 м на Цюэцяо
Антенна релейной связи с апертурой 4,2 м на Цюэцяо

Цюэцяо был разработан в качестве ретранслятора связи для миссии «Чанъэ-4» на обратную сторону Луны, а также в качестве радиоастрономической обсерватории дальнего космоса для китайской космической программы . [4] [6] [7]

Прямая связь с Землей невозможна на обратной стороне Луны , поскольку передачи блокируются Луной. Связь должна осуществляться через спутник-ретранслятор связи , который размещается в месте, откуда хорошо просматривается как место посадки, так и Земля. Круговая орбита, хотя и легко достижимая, периодически выносила бы спутник из поля зрения как посадочного модуля, так и Земли. Созвездие из нескольких спутников может решить эту проблему ценой больших затрат и риска. Учитывая это, размещение спутника на орбите не вокруг самой Луны, а вокруг точки равновесия системы Земля-Луна на обратной стороне Луны (L 2 ) становится привлекательным вариантом. [8]

Типы орбит вблизи точек равновесия включают орбиты Ляпунова , гало-орбиты , орбиты Лиссажу и квазигало-орбиты. Орбиты Ляпунова проходят за Луной, ограничивая возможности связи с Землей в течение длительных периодов времени, и как таковые не рассматривались. Орбиты Лиссажу требуют меньшего удержания на месте, чем гало-орбиты, но страдают от того, что иногда проходят за Луной. Их непериодичность — черта, общая с квазигало-орбитами — еще больше усложняет поддержание наведения антенн и солнечных батарей. Таким образом, была выбрана гало-орбита ценой больших расходов на удержание на месте. [8]

Гало-орбита L 2 в качестве ретранслятора связи для миссии Apollo на обратную сторону Луны была впервые предложена в 1966 году Робертом У. Фаркуаром . [9] В конечном итоге, для Apollo не было запущено ни одного ретрансляционного спутника. [10] Хотя с тех пор на гало-орбитах в системе Земля-Солнце работало несколько космических аппаратов, [11] Китай был первым, кто реализовал первоначальную идею Фаркуара о ретрансляторе связи на гало-орбите вокруг точки L 2 системы Земля-Луна . [12]

Спутник создан на основе конструкции Chang'e 2. [13] Он использует небольшую спутниковую платформу CAST100 с алюминиевой сотовой многослойной структурой пластин и несколькими деталями, напечатанными на 3D-принтере. [1]

Связь с лунной поверхностью осуществляется в диапазоне X с использованием высокоусиленной 4,2-метровой (14 футов) развертываемой параболической антенны, самой большой антенны, используемой для спутников исследования дальнего космоса . [14] Лунная связь использует модуляцию PCM/PSK/PM в прямом канале и BPSK в обратном канале. Скорость передачи данных по прямому каналу посадочного модуля и марсохода составляет 125 бит/с. Скорость передачи данных по обратному каналу составляет до 555 кбит/с для посадочного модуля и до 285 кбит/с для марсохода. Передача данных на Землю осуществляется в диапазоне S в режиме модуляции BPSK с использованием одной спиральной антенны со средним коэффициентом усиления со скоростью передачи данных до 10 Мбит/с. [1] [15]

Миссия

Связь с «Чанъэ-4» на обратной стороне Луны

20 мая 2018 года, за несколько месяцев до миссии Chang'e 4, с космодрома Сичан в Китае на ракете Long March 4C был запущен «Цюэцяо» . [2] Космическому аппарату потребовалось 24 дня, чтобы достичь точки L 2 , используя гравитационный маневр на Луне для экономии топлива. [3] 14 июня 2018 года «Цюэцяо» завершил последний корректировочный запуск и вышел на орбиту миссии, примерно в 65 000 километрах (40 000 миль) от Луны. Это первый лунный ретрансляционный спутник, когда-либо размещенный в этом месте. [3]

В дополнение к своему оборудованию для ретрансляции связи, Queqiao несет нидерландско-китайский низкочастотный исследователь (NCLE), радиоастрономический эксперимент по обнаружению слабых радиосигналов из ранней Вселенной. [16] Прибор предназначен для выполнения широкого спектра наблюдений в низкочастотном радиорежиме, таких как изучение космической погоды и характеристика радиофоновой среды на L 2. Обратная сторона Луны является идеальной средой для радиоастрономии, поскольку Луна может защищать инструменты от искусственных радиочастотных помех, исходящих от Земли. В то время как основная миссия Queqiao будет постоянно держать инструмент в прямой видимости Земли и подвергать его радиопомехам от основного оборудования для ретрансляции связи, накопленный опыт и данные от NLCE послужат ориентиром для будущих инструментов для радиоастрономии дальнего космоса. [5] NLCE успешно развернул свои антенны 27 ноября 2019 года . [17]

Цюэцяо дополнительно оснащен лазерным отражателем, разработанным Университетом Сунь Ятсена в качестве пилотного исследования для проекта гравитационно-волновой обсерватории ТяньЦинь . [18]

Пара научных микроспутников, Longjiang-1 и Longjiang-2 , была запущена с Queqiao в качестве вторичной полезной нагрузки. Микроспутники весят 45 кг каждый и имеют размеры 50x50x40 сантиметров. [19] Разработанные в Харбинском технологическом институте , микроспутники должны были летать строем на орбите 300x3000 км для выполнения сверхдлинноволновой астрономической интерферометрии. [20] Связь с Longjiang-1 была потеряна вскоре после транслунного вывода, но Longjiang-2 успешно вышел на лунную орбиту высотой 350x13700 км 25 мая. Longjiang-2 был оснащен микрооптической камерой, предоставленной Городом науки и технологий короля Абдулазиза , которая возвращала цветные изображения Земли и лунной поверхности. [19] 24 января 2019 года Лунцзян-2 выполнил завершающий маневр миссии, снизив свой перицентр до 500 км. Орбита постепенно деградировала из-за гравитационных возмущений , когда микроспутник врезался в дальнюю сторону лунной поверхности в 14:20 UTC, 31 июля 2019 года. [20]

Международное сотрудничество

Китай и Университет Радбауда в Нидерландах сотрудничали в рамках радиоастрономического эксперимента «Нидерланды-Китайский низкочастотный исследователь» (NCLE). [17] Китай также согласился на запрос НАСА об использовании зонда «Чанъэ-4» и ретрансляционного спутника «Цюэцяо» в будущих американских миссиях на Луну. [21]

Ссылки

  1. ^ abcdefg Чжан, Лихуа; Сюн, Лян; Сунь, Цзи; Гао, Шань; Ван, СяоЛэй; Чжан, АйБин (2019-02-14). "Технические характеристики спутника связи-ретранслятора "Цюэцяо" для миссии по исследованию дальней стороны Луны Чанъэ-4". Scientia Sinica Technologica (на китайском языке). 49 (2): 138– 146. doi : 10.1360/N092018-00375 . ISSN  2095-946X. S2CID  88483165.
  2. ^ abcd Барбоса, Руи; Бергин, Крис (2018-05-20). "Спутник-ретранслятор Цюэцяо запущен в преддверии лунной миссии Чанъэ-4". NASASpaceFlight.com . Архивировано из оригинала 2020-11-09 . Получено 2021-10-17 .
  3. ^ abcd Сюй, Луюань (15 июня 2018 г.). «Как китайский лунный ретрансляционный спутник прибыл на свою финальную орбиту». Планетарное общество. Архивировано из оригинала 17 октября 2018 г.
  4. ^ abc Wall, Mike (18 мая 2018 г.). "Китай запускает ретрансляционный спутник на дальнюю сторону Луны в воскресенье". Space.com . Архивировано из оригинала 18 мая 2018 г.
  5. ^ ab "Queqiao". NASA .
  6. ^ Эмили Лакдавалла (14 января 2016 г.). «Обновления о лунных миссиях Китая». Планетарное общество . Архивировано из оригинала 17 апреля 2016 г. Получено 24 апреля 2016 г.
  7. ^ Джонс, Эндрю (24 апреля 2018 г.). «Спутник обратной стороны Луны «Чанъэ-4» назван «мостом сороки» из фольклорной сказки о влюбленных, пересекающих Млечный Путь». GBTimes . Архивировано из оригинала 24 апреля 2018 г. Получено 28 апреля 2018 г.
  8. ^ аб Ву, Вейрен; Тан, Юхуа; Чжан, Лихуа; Цяо, Донг (12 декабря 2017 г.). «Проектирование миссии ретрансляции связи для поддержки мягкой посадки на обратную сторону Луны». Наука Китай Информационные науки . 61 (4): 040305. doi :10.1007/s11432-017-9202-1. ISSN  1869-1919. S2CID  22442636.
  9. ^ Роберт Фаркуар (1966). «Удержание станции в окрестности коллинеарных точек либрации с применением к проблеме лунной связи». Серия AAS Science and Technology: Симпозиум специалистов по механике космического полета . 11 : 519–535 ., см. Фаркухар, Р. В.: «Управление и использование спутников в точке либрации», докторская диссертация, кафедра аэронавтики и астронавтики, Стэнфордский университет, Стэнфорд, Калифорния, 1968, стр. 103, 107–108.
  10. ^ Шмид, П.Е. (июнь 1968 г.). "Спутники связи с дальней стороны Луны" (PDF) . НАСА . Получено 16 июля 2008 г.
  11. ↑ Данхэм, Д.В. и Фаркуар, Р.В.: «Миссии точки либрации 1978–2000 гг.», Орбиты и приложения точки либрации, Парадор д'Аигуаблава, Жирона, Испания, июнь 2002 г.
  12. ^ Сюй, Луюань (2018-06-15). «Как китайский лунный ретрансляционный спутник прибыл на свою финальную орбиту». Планетарное общество. Это первый в истории лунный ретрансляционный спутник в этом месте.
  13. ^ Будущие китайские лунные миссии: Chang'e 4 — Farside Lander and Rover. Дэвид Р. Уильямс, NASA Goddard Space Flight Center. 7 декабря 2018 г.
  14. ^ "鹊桥号发射成功 将成为世界首颗连通地月中继卫星" . 21 мая 2018 г. Архивировано из оригинала 27 мая 2018 г. Проверено 26 мая 2018 г.
  15. ^ Спутник-ретранслятор Chang'e 4, Queqiao: мост между Землей и таинственной обратной стороной Луны Архивировано 21 мая 2018 г. на Wayback Machine . Xu, Luyan, The Planetary Society. 19 мая 2018 г. Получено 20 мая 2018 г.
  16. ^ Веккьо, Антонио; Бентум, Марк; Фальке, Хейно; Бунстра, Альберт-Ян; Пин, Цзиньсун; Чен, Линьцзе; Кляйн-Вольт, Марк; Бринкеринк, Кристиан; Роттевел, Йерун; Пуршагаги, Хамид; Карапакула, Сукант (01 января 2021 г.). «Нидерландско-Китайский низкочастотный исследователь (NCLE)». 43-я Научная ассамблея КОСПАР. Состоялось 28 января – 4 февраля . 43 : 1525. Бибкод : 2021cosp...43E1525V.
  17. ^ ab Бартельс, Меган (2 декабря 2019 г.). «Радиотелескоп разворачивает 3 антенны за пределами дальней стороны Луны». Space.com .
  18. ^ Белка (20 мая 2018 г.). "鹊桥号启程,为嫦娥四号登陆月球背面架设通信桥梁".果壳网. Архивировано из оригинала 4 января 2019 г. Проверено 4 января 2019 г.
  19. ^ ab "Китайский спутник сделал новые снимки Земли с лунной орбиты". Планетарное общество . Получено 17 октября 2021 г.
  20. ^ ab "Lunar Orbiter Longjiang-2 врезается в Луну". Планетарное общество . Получено 2021-10-17 .
  21. ^ Нидхэм, Кирсти (19 января 2019 г.). «Восход красной луны: миссия Китая на дальней стороне». The Sydney Morning Herald .
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Queqiao-1&oldid=1254814083"