Komunikasi dengan sisi jauh bulan - relai satelit "Tseyutsyao" (Jembatan Magpie)



Hal utama dalam proyek teknis yang kompleks adalah mengatur koneksi yang stabil antara semua komponen.

Jadi bagian pertama dari misi Chang'e-4 adalah pengaturan saluran komunikasi dengan perangkat di sisi jauh bulan. Enam bulan yang lalu, era komunikasi radio relay dimulai dengan sisi jauh bulan.

Bagaimana ini dilakukan, data apa yang ditransmisikan antara perangkat di bulan (modul pendaratan dan penjelajah) dan satelit relai di luar bulan, bagaimana komunikasi dengan PKS di Bumi (melalui pusat komunikasi luar angkasa) diatur lebih lanjut dan dengan kecepatan data apa yang dijelaskan di sini.

Saluran komunikasi adalah utas tipis yang tak terlihat yang menghubungkan bagian belakang Bulan dan Bumi, yang seharusnya mudah dan mudah diimplementasikan, tetapi juga dapat diandalkan dalam hal kegagalan simpul, karena tanpa adanya saluran komunikasi ini saja, perangkat di belakang Bulan akan hilang dan disediakan sendiri (untuk beberapa waktu, otomatisasi).


Semuanya dimulai dengan legenda.



Jembatan Murai (legenda Cina)
Alkisah, hiduplah seorang gembala bernama Nulan.
Karena dia yatim piatu, dia tinggal lama di rumah saudaranya.
Menantu perempuan menendangnya keluar, dan hidup ditutupi dengan kabut terus menerus.
Kantung kosong, hanya lembu jantan, bukan untuk menjadi kaya baginya.

Sapi itu tiba-tiba berbicara, mengatakan bahwa ia adalah rasi bintang Taurus
Di surga, Nyulan sangat terkejut dengan berita ini,
Dan omong-omong dia mengatakan itu dari Bapa Surgawi
Pernah mendengar tentang Bintang - He Weaver, surgawi.

"Dia turun dari surga untuk mandi pada dini hari,
Dengan keindahannya yang luar biasa, tidak ada yang bisa membandingkannya.
Sebaliknya, curi pakaianmu dan awasi dia,
"Jangan biarkan dia balapan pulang, ratu yang paling indah!"

Turun ke tepi sungai, saat yang tepat untuk menangkap,
Gembala Nyulan, dalam satu lompatan, segera meraih pakaiannya
Seorang bintang bernama Jinyu mendengar panggilan cinta yang lembut.
Api harapan bercahaya membakar jiwanya.

Air sungai sangat hangat, Jinju berenang dengan gembira,
Gelombang mainnya tiba-tiba terhanyut ke pantai.
Tapi tidak ada pakaian, dan dia, merasakan kemalangan yang mendalam,
Tanpa daya, bukan pasir yang duduk, tentang kesulitan apa untuk mengukur ?!

Kebutuhan mendesak untuk kembali ke langitnya yang berbintang, tetapi bagaimana caranya?
Kembali telanjang? Bapa Surgawi tidak akan memahaminya!
Untuk apa dia dihukum? Atau mungkin dia diberi tanda?
Nasib bisa berubah, kadang-kadang ... dia menjadi tertarik ...

Nulan, melihat Jinyu itu, meneteskan air mata, membeku,
Dan, mengalihkan pandangannya yang jelas ke langit, dia terisak,
Saya tidak bisa dengan tenang menyaksikan penderitaannya, karena kejahatan
Dia tidak menginginkan bintang sama sekali, lalu hatinya tenggelam dalam kesakitan.

Dari balik semak-semak, dia menghampirinya, merentangkan pakaiannya, berkata:
"Tolong, Jinju, maafkan aku, aku tidak tahu apa yang aku lakukan,
Ambil pakaianmu, muak padaku, karnaval aneh ini,
Tapi tahu, aku mencintaimu dengan sepenuh hati, hal seperti itu ... "

Jingyu berpakaian dan, lepas landas, berlari cepat ke surga.
Tuhan Surga tidak mengetahui tentang petualangan ini.
Nyulan memenangkan hatinya, matanya dipenuhi air mata.
Cinta duniawi - ini sekarang tujuannya.

Setelah turun dari surga lagi, Jingyu dan Nyulang menemukan kebahagiaan,
Dia menenun siang dan malam, dan dia bekerja di ladang,
Kehidupan berkembang dengan cinta, kedamaian dan harmoni yang berkuasa dalam keluarga.
Tyandi * menjadi marah ketika dia mendengar tentang kehidupan bebas mereka.

Dia memerintahkan istrinya untuk kembali dan menghukum Jinju.
Untuk keinginannya dan untuk berpisah dari Nyulan.
Wangmu ** memenuhi perintah, Tuhan memeriksa semuanya sendiri.
Bintang Jinju terbakar lagi, tetapi dengan bantuan penipuan.

Nyulan bergegas mengejar istrinya, membawa putrinya bersamanya,
Lembu surgawi membantu mereka semua melambung dengan cepat ke langit.
Mereka berada di rasi Taurus, tidak ada yang bisa membantu mereka
Untuk mengejar Jinyuy, mereka berpisah selamanya dengan sangat konyol.

Bimasakti memisahkan mereka - sungai surga mengalir,
Tidak ada cara untuk melewatinya, Tuhan senang dengan itu.
Dan menetap di surga di hati dua kerinduan selamanya,
Mereka saling bertemu, tetapi sayangnya, mereka tidak akan bertemu lagi.

Belajar tentang cinta yang luar biasa dari burung gagak dan dari seluruh penjuru bumi
Mereka berbondong-bondong bersama, membentuk jembatan ke hati dua orang untuk sukacita.
Tuhan Surga mengizinkan mereka untuk bertemu hanya pada hari pertama -
Bulan ketujuh, hari ketujuh di setiap Agustus. ***

Bertemu setahun sekali, hati mereka penuh sukacita.
Jembatan ajaib untuk pertemuan diberikan kepada mereka di komando tertinggi.
Dan setelah pertemuan mereka menyimpan cinta selama setahun sebagai hadiah musim semi,
Di hati dua dia membakar, memberikan kesenangan ...

* Tyandi - tuan surgawi
** Wangmu - nyonya surgawi
*** - Kalkulus sesuai dengan kalender Gregorian

Tantangan

Salah satu masalah utama dalam studi sisi jauh bulan adalah masalah yang terkait dengan organisasi komunikasi, karena perangkat di sisi jauh bulan tidak tersedia untuk komunikasi langsung dari Bumi (sisi sebaliknya tidak pernah terlihat dari Bumi karena fenomena tidal menangkap), oleh karena itu, untuk mengirimkan sinyal pada saluran "Bumi <-> sisi terbalik bulan" diperlukan relai satelit terpisah dan khusus untuk komunikasi.

Menggunakan relay satelit, direncanakan untuk menyelesaikan tugas:

- mengatur (yang pertama di dunia) saluran data "sisi kebalikan dari bulan <-> Bumi";

- untuk mengatur pelacakan kendaraan keturunan Chang'e-4 dan transmisi data ketika peralatan melakukan manuver bulan dan prosedur pendaratan di sisi jauh bulan;

- transfer ke MCC di Bumi kontrol penuh dari perangkat yang diluncurkan ke permukaan sisi bulan Bulan (modul Chang'e-4 dan penjelajah Yutu-2) menggunakan subsistem pelacakan, telemetri dan perintah transmisi (TT&C - pelacakan, telemetri, dan subsistem komando) ;

- menerima data ilmiah secara independen melalui saluran komunikasi terpisah dari modul Chang'e-4 dan penjelajah Yutu-2, kirim data ini ke MCC di Bumi;

- melakukan eksperimen ilmiah mereka sendiri (menggunakan spektrometer frekuensi rendah onboard) dan mengirimkan data ilmiah yang diperoleh ke MCC di Bumi;

- untuk memotret kamera ruang angkasa dan mentransfer foto ke PKS di Bumi;

- memelihara saluran data "sisi kebalikan dari Bulan-Bumi" dalam mode operasional selama setidaknya 5 tahun setelah satelit mulai beroperasi di orbit di luar Bulan (perkiraan masa kerja maksimum hingga 10 tahun);

- perangkat lunak dan perangkat keras satelit dirancang untuk bekerja dengan peralatan tidak hanya untuk satu proyek Chang'e-4, karena umur modul peluncuran Chang'e-4 adalah satu tahun, dan rover Yutu-2 dirancang untuk bekerja selama tiga bulan tetapi sudah hampir dua kali lipat kali ini, sehingga satelit pengulang, setelah proyek Chang'e-4 akan lebih jauh terlibat dalam penelitian baru dan untuk mengatur saluran komunikasi dengan perangkat baru di sisi jauh bulan.

Solusi

Sebuah satelit pengulang unik dikembangkan, yang direncanakan akan diletakkan di orbit halo di sekitar titik Lagrange yang stabil secara gravitasi khusus Bumi-Bulan L2, yang darinya ia akan menjaga jarak pandang langsung dengan Bumi dan sisi jauh bulan kapan saja, dengan menahan penurunan suhu hingga 300 derajat Celcius.

Insinyur di Akademi Teknologi Ruang Angkasa Cina (CAST) hanya memiliki waktu 30 bulan untuk mengembangkan satelit relai.

Pada bulan Desember 2015, pekerjaan desain dimulai, dua tahun kemudian prototipe terakhir dari satelit sudah diproduksi, yang, setelah pengujian dan pengujian, disiapkan untuk diluncurkan ke luar angkasa.

Tim komunikasi luar angkasa bekerja bersama dengan sekelompok ilmuwan dan insinyur yang mengembangkan dan menjual kendaraan bulan untuk proyek Chang'e-4 - modul pendaratan Chang'e-4 dan penjelajah Yutu-2, komunikasi yang menjadi tugas utama proyek mereka.

Pada 2015, tim insinyur komunikasi ruang angkasa dari Akademi Teknologi Ruang Angkasa Tiongkok sudah memiliki pengalaman dalam pengembangan satelit, peralatan komunikasi ruang angkasa jarak jauh, dan manajemen pesawat ruang angkasa bulan:

  • 7 November 2007, satelit China bulan pertama Chang'e-1 diluncurkan;
  • Pada 1 Oktober 2010, satelit penelitian Chang'e-2 diluncurkan, yang bekerja pada orbit bulan hingga 9 Juli 2011, dan kemudian meninggalkannya untuk mencapai titik Lagrange L2 dari sistem Matahari-Bumi (dalam 1,5 juta kilometer dari Bumi) untuk melakukan eksperimen ilmiah;
  • Modul pendaratan Chang'e-3 dan penjelajah Yutu, yang berhasil mendarat di sisi bulan yang terlihat pada tanggal 14 Desember 2013, dan modul pendaratan Chang'e-3 masih berkomunikasi dengan MCC di Bumi.

Namun, para insinyur komunikasi dari Akademi Teknologi Ruang Angkasa Tiongkok memiliki tenggat waktu yang ketat, tanggal peluncuran satelit relai dan masuknya ke orbit kerja tidak dapat diganggu, karena dalam setiap keadaan darurat atau operasi abnormal elemen-elemen satelit - peluncuran pesawat ruang angkasa Chang'e-4 dengan baling-baling bulan "Yutu-2" di sisi jauh bulan tidak akan mungkin pada waktu yang direncanakan, tertunda atau bahkan dibatalkan.

Secara umum, 2018 adalah tahun yang sangat sibuk bagi orang sinyal ruang angkasa Tiongkok.

Tetapi mereka melakukan semuanya - satelit repeater seberat 425 kilogram yang disebut "Tseyuqiao" (diterjemahkan sebagai "Jembatan Murai") di Akademi Teknologi Ruang Angkasa Cina yang dirancang, diproduksi di fasilitasnya sendiri (insinyur dari Belanda terhubung untuk beban tambahan ilmiah bersama - pemasangan pada repeater satelit dari teleskop-spektrometer frekuensi rendah khusus) dan diluncurkan pada waktu yang dijadwalkan dan dengan fungsionalitas penuh.

Platform CAST-100 dari Akademi Teknologi Ruang Angkasa Tiongkok digunakan untuk membuat satelit repeater Tseyuqiao. Spesialis dari perusahaan Cina DFH Satellite Co., Ltd terlibat dalam desain dan produksinya. (DFHSat), yang bekerja erat dengan CAST dan dimiliki oleh China Spacesat.

Platform satelit CAST-100 meliputi:

  • sistem stabilisasi tiga sumbu, sistem kontrol navigasi, sistem pemantauan termal;
  • pembangkit listrik satu komponen dengan 100 kg bahan bakar cesium anhidrat (hidrazin), dengan daya dorong total 130H (Newton), 12 mesin - 8 mesin masing-masing 5N (dua di setiap sisi bawah kubus) dan 4 mesin sentral masing-masing 20N;
  • sistem catu daya untuk sistem terpasang yang terdiri dari dua panel surya (daya output maksimum dari baterai surya adalah sekitar 800 W) dengan luas 3,8 m2 dan paket baterai lithium-ion berenergi tinggi 45A / jam.

Berat total satelit repeater adalah 425 kg, ia memiliki bentuk berbentuk kubus dengan ukuran 1,4 m × 1,4 m × 0,85 m, tubuhnya terdiri dari struktur sandwich aluminium honeycomb sandwich.

Sistem berikut ditambahkan ke platform satelit CAST-100 sebagai muatan (primer dan sekunder):

1) beban utama adalah relay radio.

Sistem Repeater Radio Repeater Satelit Tseyuqiao beroperasi di X-band dan S-band.

X-band digunakan untuk berkomunikasi dengan modul pendaratan Chang'e-4 dan penjelajah Yutu-2 - empat saluran diatur dengan kecepatan transfer data:

  • arah "rover \ landing module <-> satelit-relay" 256-280 kilobit / s;
  • arah “modul relai satelit <-> rover / landing” 125 bit / s.

S-band digunakan untuk mengirimkan data ke Bumi - satu saluran diatur dengan kecepatan transfer data 2 megabit / s.

Data telemetri TTC & C (USB + VLBI) ditransmisikan dengan kecepatan 1000/2048 bps.

Struktur relai radio termasuk antena parabola unik dengan diameter 4,2 meter, yang terbuka seperti payung setelah relai satelit memasuki orbit yang berfungsi.

2) beban tambahan:

  • Teleskop Radio Eksperimental Frekuensi Rendah Belanda (NCLE) dengan tiga antena lima meter, dengan mana emisi radio frekuensi rendah dari Semesta awal akan dicatat untuk mempelajari strukturnya;
  • Reflektor laser sudut lebar untuk mengukur jarak antara pesawat ruang angkasa dan stasiun bumi, dikembangkan oleh Universitas Sun Yat-sen di Provinsi Guangdong di Cina selatan dan akan digunakan untuk mengambil pengukuran jarak laser terpanjang di dunia antara satelit relai dan sebuah observatorium di Bumi;
  • kamera yang juga direncanakan akan digunakan untuk memotret asteroid yang jatuh di belakang bulan;
  • Untuk menarik minat publik dalam proyek eksplorasi ruang angkasa dan eksplorasi bulan, Badan Antariksa China (CNSA) mengundang semua orang untuk menuliskan keinginan mereka untuk eksplorasi bulan dan luar angkasa, dan satelit relai membawa nama-nama puluhan ribu peserta dalam acara ini dan pesan-pesan mereka.

Beban ilmiah:



Ini adalah kamera yang dipasang di satelit repeater:



Contoh foto dari satelit pengulang:



Laser reflektor (gambar):



Satelit Repeater "Tseyuqiao":



Bagaimana elemen-elemen dari satelit repeater (antena, baterai dan spektrometer) terungkap:



Dengan insinyur di laboratorium (untuk skala):



Antena (unit antena itu sendiri di sebelah kiri, sudah dipasang di satelit di sebelah kanan):



Dibuka pada tes:



Peralatan ilmiah (tiga antena teleskop radio frekuensi rendah, dalam keadaan meluncur, masing-masing panjangnya 5 meter):







Salinan repeater satelit 1 hingga 3 di museum luar angkasa:





Tentang antena payung parabola dan pembuatannya

Insinyur di Akademi Teknologi Ruang Angkasa Cina mengembangkan beberapa opsi antena untuk satelit pengulang, termasuk dalam bentuk payung dengan diameter 420 sentimeter dalam bentuk terbuka.

Dalam desain dan pembuatan antena semacam itu terlibat ... teknologi tekstil dan pembuat jam.

Hanya dengan kerja bersama para insinyur komunikasi dan spesialis jam tangan dan industri tekstil di laboratorium Akademi Teknologi Ruang Angkasa Cina yang mampu menyelesaikan tugas sulit pengelompokan elemen terkecil dari antena logam dan 18 tepi antena sehingga dapat dilipat ke ukuran yang tepat untuk transportasi dan peluncuran. , dan di luar angkasa dia bisa berbalik seperti payung pantai.







Elemen antena tahan terhadap perubahan suhu lebih dari 300 derajat Celcius.

Lusinan pengujian dan program pengujian untuk komponen antena dan perakitan umumnya dilakukan di laboratorium bangku khusus Akademi Teknologi Ruang Angkasa Cina sebelum dipasang pada relai satelit.

Antena menyertakan mekanisme penggerak khusus untuk mengontrol pelacakan arah, yang memungkinkan Anda mengontrol arah antena dalam rentang desain dengan peningkatan 0,2 °.

Visualisasi penyebaran antena di luar angkasa:



Elemen antena dipengaruhi oleh kondisi lingkungan suhu rendah. Suhu beberapa tulang rusuk, kabel tegang, jala kawat dan komponen lain pada antena akan turun di bawah -200 ° C, yang harus diperhitungkan dalam produksinya.





Masalah, anggaran terbatas untuk pengembangan dan produksi

Selama pengembangan satelit repeater, para insinyur sebanyak mungkin mewarisi desain sistem telekomunikasi Chang'e-3, sehingga hampir tidak ada masalah dalam mengimplementasikan pundak perangkat “relai-satelit <-> di sisi jauh saluran komunikasi Moon”.

Oleh satelit pengulang, data yang diterima dan didemodulasi dari modul pendaratan Chang'e-4 dan penjelajah Yutu-2 digabungkan sesuai dengan protokol komunikasi dan ditransmisikan ke MCC ke Bumi melalui sistem komunikasi ruang langsung.

Masalah utama dalam implementasi pundak saluran komunikasi "Satellite-relay <-> perangkat di sisi jauh Bulan" adalah bahwa jarak maksimum saluran ini adalah sekitar 80.000 km, dan pelemahan sinyal pada jarak ini mencapai 210 dB. Oleh karena itu, para insinyur harus menemukan keseimbangan antara bandwidth saluran komunikasi, perubahan dinamis pada posisi tiga perangkat (satelit, modul pendaratan dan penjelajah), serta sistem kontrol daya relai radio.

Skema kerja yang optimal untuk mereka adalah sebagai berikut: data telemetri ditransmisikan pada jarak berapa pun dari perangkat di permukaan ke satelit pengulang, tetapi transfer data ilmiah (sejumlah besar data) diatur ketika orientasi dua perangkat (pengembara satelit atau pendaratan satelit) modul) relatif stabil dan kekuatan semua perangkat cukup untuk mengatur saluran dengan bandwidth yang diperlukan.

Sebagai contoh, antena rutu Yutu-2 perlu dikonfigurasi sehingga mereka menunjuk ke satelit pengulang untuk mengirim dan menerima sinyal kontrol dengan benar, sedangkan panel surya rover harus dimiringkan secara optimal untuk menerima banyak sinar matahari sehingga memaksimalkan pembangkit listrik pada saat transfer data.



Di bahu saluran komunikasi "Relai Satelit <-> MCC di Bumi" setelah relai satelit memasuki orbit halo di sekitar titik Lagrange L2 dari sistem Bumi-Bulan, keakuratan penunjuk antena relai dikalibrasi (jarak 480.000 km).

Selama proses kalibrasi, antena relay dari satelit relay diarahkan ke Shanghai Astronomical Observatory dari Chinese Academy of Sciences. Dari Bumi, sinyal dilacak menggunakan antena ground dengan aperture 65 meter. Hasil pengujian menunjukkan bahwa antena relai dengan gain tinggi memiliki deviasi menunjuk kurang dari 0,1 °, yang memenuhi persyaratan untuk proyek ini.

Satelit repeater melakukan swa-uji harian atas sistemnya - ia memeriksa fungsi-fungsi utama dan indikator kinerja (karakteristik modulasi RF, waktu akuisisi, keterlambatan transfer, dan format data) dari sistem relai.Hasil pengujian dikirim ke MCC di Bumi, tempat mereka dianalisis untuk kesesuaian dengan persyaratan desain.

Kalibrasi dan pengujian diperlukan, karena relai-satelit yang terletak di orbit halo yang berfungsi, karena deformasi termal dan faktor-faktor lain, orientasi orbital antena komunikasi relai yang sebenarnya akan memiliki penyimpangan dalam panduan, yang harus dikoreksi dan diperiksa untuk perubahan.

Diperkirakan deformasi termal elemen antena (dalam mm) pada suhu yang berbeda:



Biaya untuk desain, pembuatan, dan peluncuran peralatan misi Chang'e-4 sangat terbatas. Dan kemungkinan bahkan sedikit melebihi biaya bukan itu bukan, tetapi sebaliknya, para insinyur termotivasi untuk meminimalkan bagian dan elemen proyek, memperbaiki dan memperluas fungsi mereka untuk mengurangi total biaya produksi dan mengurangi biaya.

Oleh karena itu, satelit pengulang awalnya dirancang dengan bobot yang relatif rendah (425 kg) sehingga biaya produksi dan peluncurannya minimal.

Apakah satelit relai cadangan telah dibuat? Ini adalah pertanyaan yang menarik - sebagai pilihan, beberapa prototipe dibuat, tetapi hanya satu, yang paling diuji, diluncurkan.

Apa yang akan terjadi jika di luar angkasa satelit relay turun? Tentu saja, dalam komposisinya ada beberapa elemen yang tumpang tindih yang paling penting untuk proyek - bagian dari komputer on-board, sistem catu daya dan relay radio.
Jika satelit mencapai orbitnya yang bekerja di luar bulan, maka operabilitasnya akan maksimal dan masa kerjanya bisa hingga 10 tahun.

Masalah terbesar yang dimiliki oleh satelit repeater adalah kerusakan fatal pada antena, sehingga dibuat dalam bentuk payung raksasa dengan lapisan bagian dalam jaring, yang dapat merusak mikrometeorit tanpa menonaktifkan bagian fungsional. Dan kemungkinan meteorit besar akan bertabrakan dengan satelit relay sangat kecil.

Namun, jika ini terjadi, maka dalam 30 hari akan mungkin untuk memulihkan saluran komunikasi "Bumi di sisi lain Bulan" dengan meluncurkan satelit relai baru dan menempatkannya ke dalam orbit kerja di luar Bulan.

Para insinyur dari Akademi Teknologi Ruang Angkasa Tiongkok memiliki tugas-tugas baru berikut setelah pembuatan satelit relai:

  • menyiapkan satelit relai untuk diluncurkan pada kendaraan peluncuran dan menyertai peluncuran;
  • lacak lintasannya dan arahkan satelit relay ke bulan;
  • melakukan manuver bulan untuk transisi ke orbit halo yang bekerja di sekitar titik Lagrange L2 dari sistem Bumi-Bulan;
  • uji saluran komunikasi dengan satelit sampai perangkat bulan misi Chang'e-4 memasuki orbit bulan pada akhir Desember 2018;
  • melakukan sesi komunikasi pertama dengan pendarat Chang'e-4 pada akhir Desember 2018, pendarat Chang'e-4 ada di orbit bulan;
  • 3 Januari 2019 untuk menerima data dari modul pendaratan Chang'e-4, yang akan memulai prosedur pendaratan di sisi jauh bulan;
  • melakukan sesi komunikasi pertama dengan modul pendaratan Chang'e-4 dan penjelajah Yutu-2, yang terletak di permukaan sisi jauh bulan.

Peluncuran dan pengoperasian di luar angkasa



pada 21 Mei 2018: relai satelit Tseyuqiao (Magpie Bridge) diluncurkan dari Xichang Chinese Cosmodrome.

Mulai di MCC di Bumi:








Kompartemen





payload : Jalur penerbangan satelit repeater Tseyuqiao:







14 Juni 2018: Repeater satelit Tseyuqiao memasuki orbit halo di sekitar titik Lagrange L2 dari sistem Bumi-Bulan, sekitar 65.000 km dari Bulan, menjadi yang pertama di satelit komunikasi dunia yang beroperasi di orbit ini.


Ini adalah foto yang diambil dari satelit repeater Tseyuqiao:



Tempat elemen Bulan, Bumi, dan satelit terlihat:



Satelit repeater dapat tetap berada di orbitnya untuk waktu yang lama karena konsumsi bahan bakar yang relatif rendah, karena gravitasi Bumi dan Bulan menyeimbangkan gerakan orbitnya.

Berada di orbitnya, satelit relai dapat "melihat" Bumi dan bagian belakang bulan. Dari Bumi, orbit satelit repeater tampak seperti lingkaran cahaya bulan.

Konsep penggelaran satelit relai di orbit halo pertama kali dikemukakan oleh para pakar ruang angkasa Amerika pada 1960-an (kontribusi utama untuk perhitungan orbit semacam itu dibuat oleh Robert Farquhar, spesialis perencanaan misi NASA lebih dari 50 tahun yang lalu - pada tahun 1968), tetapi pertama kali diterapkan oleh insinyur ruang angkasa Cina hanya pada tahun 2018.

Poin Librasi dari sistem Bumi-Bulan:















Organisasi komunikasi dengan modul pendaratan Chang'e-4 dan penjelajah Yutu-2

Enam bulan kemudian, ketika satelit relai Tseyuqiao mencapai orbitnya yang bekerja di luar bulan, fase kerja kedua proyek Chang'e-4 dimulai - peluncuran pesawat ruang angkasa Chang'e-4 dengan penjelajahan bulan-Yutu-2 di atas kapal ke angkasa.





8 Desember 2018: Roket pendorong Changzheng-3B dengan stasiun Chang'e-4 berhasil diluncurkan dari pusat ruang angkasa Sichan di Cina.

Jalur penerbangan dari stasiun Chang'e-4:



Setelah 110 jam, stasiun Chang'e-4 mencapai bulan dan memasuki orbitnya.

Saat itulah pengujian pertempuran pertama dari satelit repeater Tseyuqiao dimulai dengan mengatur saluran komunikasi dengan stasiun Chang'e-4, ketika terbang di sisi jauh bulan:





Mode pengujian dan operasi satelit repeater Tseyuqiao dan peralatan stasiun Chang'e-4 (modul keturunan dan penjelajah)



Ketika stasiun Chang'e-4 memulai prosedur pendaratan pada 3 Januari 2019, lalu di sini di MCC di Bumi, mereka beralih ke pekerjaan penuh dengan satelit relai Tseyuqiao untuk menerima telemetri dan foto dari modul Chang'e-4.

3 Januari 2019: Pendarat Chang'e-4 melakukan pendaratan di kawah Karman di sisi jauh bulan. Lander Chang'e-4 berisi baling-baling bulan kedua Cina Yutu-2, analog modern dari penjelajah Yutu.

Gambar pertama sisi jauh bulan di zona pendaratan, serta ribuan bingkai dari ruang pendaratan pesawat pendaratan Chang'e-4, yang digabungkan untuk menghasilkan video pendaratan yang begitu indah di sisi jauh bulan, diterima melalui relai satelit Tseyuqiao di MCC di Bumi.

Video prosedur pendaratan di sisi jauh bulan:


Setelah menyelesaikan semua tahapan prosedur pendaratan yang sukses dan memasang saluran komunikasi independen dengan perangkat Chang'e-4 (modul pendaratan dan penjelajah), era eksplorasi sisi jauh bulan dimulai.





Tetapi semua ini tidak mungkin terjadi tanpa satelit relay Tseyuqiao dan sistem komunikasi yang diselenggarakan dengan bantuan itu:





Skema organisasi komunikasi proyek Chang'e-4:







Data telemetri dari modul pendaratan Chang'e-4 dan penjelajah lunar Yutu-2 ditransmisikan ke satelit relai Tseyuqiao, yang kemudian mentransmisikannya ke Bumi di Beijing Aerospace Control Center, dan kemudian ke MCC, yang menunda penerimaan data oleh operator di Bumi hingga dua hingga tiga menit.

Di pusat komunikasi ruang:





Di pusat kendali penerbangan Akademi Teknologi Ruang Angkasa Tiongkok:







Pertanyaan: Apakah mungkin mentransmisikan secara langsung dari permukaan sisi jauh bulan dengan bantuan repeater dari satelit Tseyuqiao?

Jawab: Secara teoritis, ini dimungkinkan, tetapi saluran komunikasi saat ini tidak dapat memenuhi persyaratan untuk streaming video secara real time.

Akademi Teknologi Ruang Angkasa Tiongkok melakukan segala kemungkinan sehingga satelit repeater dapat bekerja selama mungkin, menyediakan komunikasi di masa depan untuk probe dan perangkat dari negara lain jika mereka berniat untuk menjelajahi bagian belakang bulan selama kehidupan satelit.

Ini adalah proyek ilmiah yang damai, yang dapat diikuti oleh semua orang.

Selain itu, selama manuver oleh satelit pengulang untuk mencapai orbit kerja mereka, para insinyur Akademi Teknologi Ruang Angkasa Cina berhasil mengoptimalkan jumlah manuver dengan mesin, yang menghemat 16,8 kg bahan bakar, yang sekarang dapat digunakan nanti jika perlu untuk mengoreksi orbitnya dan memperluas kehidupan pelayanan.



Untuk memahami bahwa masih akan ada studi baru di Bulan - konstelasi satelit ilmiah saat ini pada 5 Mei 2019 .

Source: https://habr.com/ru/post/id450600/


All Articles