Queqiao-2

Queqiao 2

Representación del satélite Queqiao 2
Tipo de misión	Relé de comunicación Radioastronomía
Operador	CNSA
Identificación de COSPAR	2024-051A
N.º SATCAT	59274
Duración de la misión	Planificado: 8-10 años 7 meses, 30 días (en progreso)
Propiedades de las naves espaciales
Autobús	Reparto-2000 [1]
Fabricante	Compañía Satelital DFH LTD
Masa seca	1.200 kilogramos (2.600 libras)
Dimensiones	Antena: 4,2 metros (14 pies) de diámetro [1]
Fuerza	1350 W [1]
Inicio de la misión
Fecha de lanzamiento	20 de marzo de 2024, 00:31:28 UTC [2]
Cohete	Larga Marcha 8 [2]
Sitio de lanzamiento	Wenchang LC-201 [2]
Parámetros orbitales
Sistema de referencia	Órbita congelada selenocéntrica
Altitud del periseleno	1.991,69 km (1.237,58 mi) [3]
Altitud de Aposelene	18.678,5 km (11.606,3 mi) [3]
Inclinación	119.249° [3]
Período	26,18 horas [3]
Orbitador lunar
Inserción orbital	24 de marzo de 2024, 17:05 UTC [4]
Instrumentos
Generador de imágenes de átomos neutros energéticos basado en red (GENA) Cámara ultravioleta extrema (EUC) Experimento de órbita lunar VLBI (LOVEX)
Programa de exploración lunar chino Satélites Queqiao

El satélite de retransmisión Queqiao-2 ( chino :鹊桥二号中继卫星; pinyin : Quèqiáo èr hào zhōngjì wèixīng ; lit. ' satélite de retransmisión Magpie Bridge 2') es el segundo de los satélites de retransmisión de comunicaciones y radioastronomía diseñados para apoyar la cuarta fase del Programa de Exploración Lunar chino , ^{[5] [6] [7]} después del lanzamiento de Queqiao-1 en 2018. La Administración Nacional del Espacio de China (CNSA) lanzó el satélite de retransmisión Queqiao-2 el 20 de marzo de 2024 a una órbita elípticaalrededor de la Luna para apoyar las comunicaciones desde el lado lejano de la Luna y el polo sur lunar . ^{[8] [9] [10] [11]}

El nombre Queqiao ( ch'wuh-ch'yow , "Puente de la Urraca") se inspiró y proviene del cuento chino El Vaquero y la Tejedora . ^{[8] [7] [12]}

La fase inicial de la Estación Internacional de Investigación Lunar (ILRS), compuesta por las sondas Chang'e 7 y Chang'e 8 , estaba prevista su construcción en 2026 y 2028 en el borde sur de la cuenca del Polo Sur-Aitken, situada en el lado lejano de la Luna . ^[13] Aunque hasta ahora el Queqiao solo tenía que conectarse con dos sondas en el lado lejano de la Luna (el módulo de aterrizaje Chang'e 4 y el rover Yutu-2 ), las misiones futuras incluirían una mayor carga de trabajo, con hasta diez robots activos en la Luna para el proyecto ILRS, que requiere una red de comunicaciones compleja y sofisticada. ^[14]

El satélite de retransmisión Queqiao se insertó en una órbita de halo alrededor de la Tierra-Luna L ₂ desde 2018. China planeó otro satélite de retransmisión, llamado Queqiao 2 , para apoyar y complementar a Queqiao-1. ^{[11] [14]} Originalmente, la idea era diseñar el satélite de retransmisión como una versión mejorada del Queqiao y lanzarlo junto con la sonda Chang'e 7. Después de una revisión del proyecto, ^[15] el Centro de Exploración Lunar y Proyectos Espaciales de la CNSA decidió lanzarlo por separado. ^[16] Esto permitió la construcción de una variante más grande del satélite de retransmisión que podría lanzarse antes y usarse en la misión de retorno de muestras Chang'e 6 que también se lanzó en 2024 al cráter Apolo en el lado lejano de la Luna . ^[14]

Aunque el primer Queqiao puede proporcionar la función única de retransmitir comunicaciones constantes hacia y desde el lado lejano de la Luna, con la ayuda de la Red de Espacio Profundo de China , sus órbitas de halo alrededor de la Tierra-Luna L ₁ y L ₂ eran inherentemente inestables ^[17] y requieren que el satélite consuma 80 g (2,8 oz) de combustible para una pequeña maniobra de corrección de órbita aproximadamente cada 9 días. Por lo tanto, se eligió una órbita elíptica congelada alrededor de la propia Luna para Queqiao 2 debido a su naturaleza más estable. La órbita elíptica congelada puede proporcionar contacto visual con la Luna durante ocho horas, es decir, dos tercios de su órbita de 12 horas, ya que el punto de su periseleno se encuentra sobre el lado de la región polar sur que mira en dirección opuesta a la Tierra. ^[18]

Cuando Queqiao-2 alcance una posición a unos 200 km de la superficie lunar, realizará un frenado de captura y entrará en una órbita de estacionamiento lunar de 200 × 100.000 km con un período de unos 10 días. Finalmente, Queqiao-2 entrará en una gran órbita elíptica congelada de 200 × 16.000 km con un período de 24 horas, que está inclinada a 62,4° con respecto al ecuador. No son necesarias más maniobras de corrección de órbita durante un período de 10 años, la vida útil asumida del satélite. ^[19] Sin embargo, no entró en esa órbita y en su lugar entró en una órbita retrógrada de 119,25° 1992 × 18679 km. ^[3]

El satélite de retransmisión y observatorio de radio Queqiao 2 se basa en el bus CAST 2000 de DFH Satellite, una subsidiaria de la Academia China de Tecnología Espacial . ^[20] Lleva un total de 488 kg (1076 lb) de hidracina y oxidante en tanques con una capacidad total de 606 L (133 imp gal; 160 US gal), lo que le da un peso de despegue de alrededor de 1200 kg (2600 lb). El satélite estabilizado de tres ejes tiene ocho motores con un empuje de 20 N cada uno para maniobras de corrección de órbita, así como ocho motores con un empuje de 5 N cada uno y cuatro motores con un empuje de 1 N cada uno para control de actitud; puede alinearse con una precisión de 0,03° (tres veces mejor que la versión estándar del bus satelital ). Dos alas de células solares giratorias , cada una con dos paneles solares , entregan una salida total de 1350 W, el voltaje de funcionamiento es de 30,5 V. Durante el período de apagón o eclipse, tiene acumuladores con una capacidad de almacenamiento de carga de 135 Ah . La empresa fabricante asume que Queqiao 2 funcionará correctamente durante al menos 8 a 10 años. ^{[21] [22]}

Una antena parabólica de 4,2 m de diámetro y 44 dBi , adoptada del primer Queqiao, está montada permanentemente en la parte superior del bus (la alineación se lleva a cabo a través del control de actitud del satélite ) y se utiliza para la comunicación por radio con la superficie lunar. ^[5] Para poder acomodar el satélite en el carenado de carga útil del vehículo de lanzamiento , los segmentos del reflector se pliegan juntos durante el lanzamiento. Después de separarse de la etapa superior del cohete y desplegar los módulos solares, la antena también se despliega al comienzo de la órbita de transferencia a la Luna. ^{[8] [23] [24] [21] [25] [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 . ^[26]

La gran antena parabólica proporciona 10 canales de banda X que se pueden utilizar simultáneamente para el tráfico de radio hacia la Luna y 10 canales para el tráfico hacia el satélite, así como la posibilidad de comunicarse en el rango de ondas decimétricas. En la dirección opuesta, los datos de telemetría y de carga útil de los robots se pueden transmitir hacia arriba a una velocidad de 50 kbit/s cuando se utiliza una antena omnidireccional, y a 5 Mbit/s cuando se utiliza una antena parabólica. A continuación, las señales se demodulan y decodifican en el satélite. ^[5]

La banda K _a se utiliza para transmitir datos de carga útil a las estaciones terrestres de la Academia China de Ciencias , tanto desde las sondas de superficie en la Luna como desde el propio satélite. Con modulación por desplazamiento de fase en cuadratura , cifrado con código de comprobación de paridad de baja densidad y un amplificador de tubo de onda viajera con una potencia de salida de 55 W, la velocidad de transferencia de datos es en promedio de 100 Mbit/s. La antena utilizada es una pequeña antena parabólica con un diámetro de 0,6 m en una suspensión de cardán, que está montada en el lado del nadir del bus del satélite en un brazo plegable que le permite sobresalir por encima de la gran antena parabólica. ^{[8] [22]}

La telemetría y el control del satélite se llevan a cabo normalmente en la banda S , para lo cual hay una antena omnidireccional de banda S en el punto focal de la pequeña antena parabólica además del transceptor _de banda Ka . La velocidad de transmisión de datos para los comandos de la Tierra al satélite es de 2000 bit/s, los datos de telemetría se transmiten desde el satélite a la Tierra a una velocidad de 4096 bit/s. Esto es el doble de rápido que el primer Queqiao. La posición se determina utilizando una combinación de la llamada Tecnología Unificada de Banda S (USB), donde la distancia y la velocidad del satélite se calculan a partir del desplazamiento Doppler de la onda portadora para las señales de telemetría , y la interferometría de base larga , donde los radiotelescopios conectados están utilizando la red VLBI china para determinar la posición angular exacta . ^[22]

Los sistemas son redundantes alternativamente. En caso de fallo del sistema de banda S, las señales de telemetría y control también pueden transmitirse a través de la banda K _{a , y si las señales de banda K a} están sujetas a una fuerte atenuación por las gotas de agua en la atmósfera terrestre durante la estación cálida y húmeda , los datos de la carga útil también pueden transmitirse a través de la banda S, pero solo con una velocidad de transferencia de datos de un máximo de 6 Mbit/s. De manera similar a un sistema de navegación por satélite , el tiempo de llegada , es decir, una medición del tiempo de tránsito de las señales entre los socios que participan en la comunicación, se utiliza para determinar su posición en órbita o en la superficie de la Luna con alta precisión. ^[7]

Hay tres cargas útiles científicas en la nave espacial: ^{[27] [28]}

• Generador de imágenes de átomos neutros energéticos basado en cuadrícula (GENA): detector de partículas de imágenes para átomos neutros para observar la magnetosfera terrestre , especialmente la cola magnética . ^{[27] [28]}
• Cámara ultravioleta extrema (EUC) . ^{[27] [28]}
• Experimento VLBI de órbita lunar : la intención es utilizar la antena de 4,2 m como un radiotelescopio durante las cuatro horas que el satélite pasa sobre el polo norte de la Luna durante cada órbita. El satélite se utilizará en conjunción con telescopios terrestres para interferometría de base larga con una línea base de 400.000 km. El objetivo no es solo determinar la posición y composición de fuentes de radio fuera de la Vía Láctea , sino también como parte de la red de espacio profundo china , es decir, la posición de naves espaciales como la sonda de asteroides Tianwen-2 . Para su uso como radiotelescopio , se monta en la antena un receptor de banda X refrigerado para el rango de frecuencia de 8-9 GHz con una temperatura de ruido de menos de 50 K y cuatro anchos de banda seleccionables (64, 128, 256 y 512 MHz ). Para poder determinar con precisión la diferencia de tiempo de tránsito entre el satélite y el radiotelescopio terrestre para una señal dada y así calcular la posición de la fuente de radio o de la nave espacial (la posición del satélite mismo puede determinarse con una precisión de 30 m), el satélite tiene un reloj atómico con una desviación máxima de 10 −12 por segundo o 10 −14 por día. El receptor y el reloj juntos tienen una masa de 45 kg (99 lb) y tienen un consumo de energía promedio de 220 W. ^{[27] [28]}

El Queqiao-2 fue lanzado el 20 de marzo de 2024 a las 00:31 UTC por un cohete Long March 8 desde el Sitio de Lanzamiento Espacial de Wenchang , ^{[29] [30] en apoyo de la misión} Chang'e 6 de China en 2024 y las futuras misiones lunares 7 y 8 programadas para 2026 y 2028 respectivamente. ^{[31] [32]} El Queqiao-2 mejorado entró en órbita lunar el 24 de marzo de 2024 a las 16:46 UTC , ^[33] donde se espera que opere durante 8 a 10 años y utilizando una órbita elíptica congelada de 200 km × 16 000 km con una inclinación de 62,4°, ^[19] en lugar de la órbita de halo L _2. ^{[34] [35]}

La misión inicial de Queqiao-2 es proporcionar soporte de comunicación de retransmisión para Chang'e 6. Después de que Chang'e 6 completó su misión, ajustó su órbita para proporcionar servicios para Chang'e-7, Chang'e-8 y misiones de exploración lunar posteriores . En el futuro, Queqiao-2 también trabajará con Chang'e 7 y Chang'e 8 para construir la Estación Internacional de Investigación Lunar . ^[7]

Queqiao-2 también lleva dos satélites de comunicación más pequeños del Laboratorio de Exploración del Espacio Profundo , Tiandu-1 y Tiandu-2 , para verificar la tecnicidad de la constelación de comunicación y navegación lunar basada en la tecnología Queqiao. Después del lanzamiento, los dos satélites experimentaron una inserción en la órbita lunar el 24 de marzo de 2024 a las 17:43 UTC y entraron en una gran órbita elíptica alrededor de la Luna (ambos se unieron entre sí y se separaron en la órbita lunar el 3 de abril de 2024). ^{[36] [33]} Ambos están equipados con una carga útil de comunicaciones y el primero tiene un retrorreflector pasivo láser y un enrutador en el espacio, y el otro tiene dispositivos de navegación. ^[37] En una gran órbita elíptica alrededor de la Luna, estos satélites realizarán mediciones de distancia por láser de satélite a tierra y mediciones de distancia por microondas entre satélites mediante tecnología de determinación de la órbita lunar de alta precisión . ^{[38] [7] [39]}

El 12 de abril de 2024, la CNSA anunció que el Queqiao-2 había completado con éxito las pruebas de comunicación en órbita con Chang'e 4 en el lado oculto de la Luna y la sonda Chang'e 6 mientras aún se encontraba en la Tierra. El satélite entró en su órbita elíptica prevista el 2 de abril después de una corrección a mitad de camino, un frenado cerca de la Luna y una maniobra orbital alrededor de la Luna. Facilita la comunicación entre la Tierra y las sondas lunares, lo que demuestra el compromiso de China con la exploración espacial y la cooperación internacional. ^[40]

El 23 de septiembre de 2024, el astrónomo independiente Scott Tilley descubrió que el satélite se encontraba en una órbita retrógrada de 119,25° (1992 × 18679 km). ^[3]

A continuación se presenta una comparación de algunas de las diferencias clave entre los dos satélites de retransmisión lunar: ^{[1] [8] [9] [10] [11] [19] [41]}

• Queqiao-1
• Cambio 6
• Qianfan