الصين نظام الاتصالات الفضائية بعيدة المدى

في مقالتي الأخيرة حول إطلاق مركبة فضائية جديدة واعدة ، سئلت سؤالًا حول نظام الاتصالات الفضائية الصيني بعيد المدى.

أفكر ، قررت وضعه في مقال منفصل. علاوة على ذلك ، ليس هناك مجال آخر لن يكون فيه تطور علوم الفضاء لجمهورية الصين الشعبية جيدًا.

من القمر الصناعي البسيط Chang'e-1 ، الذي تم إطلاقه في نهاية عام 2007 ، والذي لم يكن لديه وسائله الطبيعية ، إلى الاستعدادات لإطلاق محطة كاملة للمريخ مع مركبة متجددة ومحطة معقدة للغاية لنقل التربة القمرية إلى الأرض. من بين AMS ، المحطة الأخيرة ليس لها مثيل على الإطلاق. نعم ، تم تسليم التربة إلى الأرض من قبل المحطات السوفيتية من سلسلة E-8-5 ، لكنها كانت أبسط بكثير في التصميم ولديها قدرات أبسط.

كل هذه الإنجازات لن تكون متاحة إذا لم يكن نظام الاتصالات الفضائية الصيني للمسافات الطويلة قد تطور بشكل منهجي على مدى السنوات الماضية.

قبل وصف النظام الصيني ، أود أن أكرس كلمتين لما تدور حوله هوائيات نظام الاتصالات في الفضاء البعيد (DSS).

إذا كان هناك عدد كبير جدًا من أنواع التلسكوبات الراديوية ، فإن DKS أكثر تحفظًا. يتم تحديد ذلك من خلال المتطلبات الصارمة لهم. إذا تم تصميم العديد من التلسكوبات الراديوية العادية لمراقبة السماء المرصعة بالنجوم ، فإن BCS مطلوب لتتبع الكواكب أو القمر أو المحطات بين الكواكب على خلفية هذه السماء ، والتي يمكن أن يكون لها سرعة زاوية عالية إلى حد ما.

علاوة على ذلك ، يجب أن يرافق هذه المحطات لفترة طويلة. من الناحية المثالية ، طوال الوقت عندما تكون المحطة في منطقة رؤية الراديو. بما في ذلك عندما غادرت المحطة الأفق المحلي أو ستأتي قريبًا من أجلها. عند العمل مع عدة محطات ، تحتاج إلى القدرة على إعادة توجيه الهوائي بسرعة إلى نقطة أخرى في السماء.

من الناحية الفنية ، فإن إعادة التوجيه هذه ليست بسيطة للغاية ، فهذه الهوائيات كبيرة جدًا ، عشرات الأمتار. بالإضافة إلى ذلك ، لديهم ما يسمى بفتحة مملوءة (تغطية كاملة) لجمع الإشارة من سطح المرآة بأكمله وتعظيمه.

نظريًا ، للتواصل في مدار القمر ، يمكنك استخدام قطر أصغر ، ولكن حتى هناك ، "الحجم مهم". سيوفر هوائي أكبر طاقة أكبر ، وبالتالي سرعة نقل المعلومات.

وآخر واحد. إذا كان العدد الهائل من التلسكوبات الراديوية عبارة عن أجهزة استقبال ، فعندئذ في هذه الحالة ، يجب أن يكون لديك جهاز إرسال بطاقة عالية بما فيه الكفاية على الهوائي. في الواقع ، هذا هو أحد الاختلافات الرئيسية. هناك العديد من المقاريب الراديوية ذات القطر الكبير ذات الدائرة الكاملة ؛ فقط عدد قليل من الوحدات مجهزة بأجهزة إرسال. في أغلب الأحيان ، تتعلق فقط بأنظمة الاتصالات الفضائية.

يمكنك إلقاء نظرة على اثنين من الممثلين الكلاسيكيين لهذه الأنظمة: الأمريكي DSS-14 و RT-70 الخاص بنا. كلاهما 70 مترا لكل منهما.



وكمثال على مدى تعقيد استخدام التلسكوبات الراديوية التقليدية ، أريد أن أجري نظام FAST الصيني (الذي تم تشغيله في عام 2016) ، والذي يُنسب أحيانًا إلى النظام الصيني للاتصالات الفضائية للمسافات الطويلة.



هذا هو أكبر تلسكوب راديوي مملوء بفتحة 500 متر في العالم ، مما يعني أنه يجب أن يكون رقماً قياسياً في الحساسية.

هذه هي الطريقة التي لا تتحرك فيها ، يمكنها فقط مراقبة الأشياء فوقها "بشكل مريح". بتحريك المشعاع فوق المرآة ، يمكنك تغيير نقطة المراقبة قليلاً ، لكنها لن تعمل للإشارة إلى محطة تقع بالقرب من الأفق. بالإضافة إلى ذلك ، هذا مجرد جهاز استقبال ، لم يتم تركيب أجهزة الإرسال عليه ، على حد علمي ، ولم يتم التخطيط لها بعد.

في حالة الطوارئ ، يمكن استخدامه للبحث عن محطة طوارئ ذات جهاز إرسال ضعيف ، ولكن لا يمكن استخدامه كنظام اتصال قياسي مع محطات بين الكواكب.

الآن ، بعد القليل من التحضير النظري ، سننتقل إلى عام 2007 ونتابع تطور نظام BCS الصيني.

في بداية

24 أكتوبر 2007 ، دخلت أول محطة قمرية صينية Chang'e-1 إلى الفضاء ، وكانت القدرات الصينية متواضعة جدًا.

لتحديد مسار المحطة ، تم تضمين التلسكوبات الراديوية. وكان أكبرها بالقرب من بكين في مرصد راديو ميون. تأسس هذا المرصد في الستينيات ولسنوات عديدة كانت أداة عمله عبارة عن خط من ثمانية وعشرين مرآة من تسعة أمتار ، ما يسمى MSRT (تلسكوب راديو ميون المركب).



ولكن في عام 2002 ، بدأ بناء أكبر تلسكوب لاسلكي صيني طوله 50 متراً هناك.

بدء البناء والنتيجة النهائية. في الخلفية ، يمكنك مشاهدة هوائيات MSRT.



هنا صورة القمر الصناعي. بالإضافة إلى الأنظمة الموضحة ، يمكنك أيضًا ملاحظة تلسكوب راديو ثابت بطول 30 مترًا ، والذي لم أتمكن من العثور على معلومات حوله.



تم استخدام هذا الهوائي بطول 50 مترًا لاستقبال البيانات العلمية من المحطة. أيضا ، جنبا إلى جنب مع التلسكوب الراديوي الجديد بطول 40 متر في كونمينغ ، نظمت قاعدة مقياس التداخل ، والذي كان من الممكن تحديد مسار الجهاز.

أكرر ، كانت هذه مجرد مقاريب لاسلكية. لم تكن مناسبة للتواصل. مع محطات الإرسال ، كانت الصين أكثر صعوبة. لهذه الأغراض ، تم بناء هوائيات بطول 18 مترًا في كاشي وتشينغداو ، ولكن التعاون مع وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) أصبح مساعدة كبيرة.

في مقابل الحصول على معلومات علمية من Chang'e-1 ، قدمت وكالة الفضاء الأوروبية هوائيًا بطول 15 مترًا لمحطاتها في إسبانيا وجويانا الفرنسية ، بالإضافة إلى هوائي جديد بطول 35 مترًا لمحطة نيو نورث في أستراليا. لضمان التشغيل ، تم توصيل مركز بكين للتحكم بالمركز الأوروبي للعمليات الساتلية في دارمشتات. في المحطات الأوروبية ، التي تعمل عادة في وضع التحكم عن بعد ، خلال العناصر الرئيسية لمهمة Chang'e-1 ، كان هناك حاضرين في الخدمة للتغلب بسرعة على أي حالة طارئة.

أعطت المحطة الإسبانية الإشارات الرئيسية عند اقتراب المحطة من القمر ، واستقبلت الإشارة الأسترالية من المحطة. عندما دخلت المحطة مدار القمر الصناعي القمر ، نفذت جميع المحطات الثلاث المراقبة المستمرة. ثم تم "القبض على" المحطات الصينية

أول استقبال للمعلومات من Chang'e-1 في المحطة الصينية.



نشر النظام

تم إطلاق المحطة الصينية التالية ، Chang'e-2 ، بعد ثلاث سنوات. وخلال هذا الوقت ، حدث الكثير. بادئ ذي بدء ، قررت الصين هيكل نظام الاتصالات الفضائية بعيد المدى. كان ضروريا. لم يتم الإعلان رسميًا عن خطط القمر الممتدة فحسب ، بل أيضًا المحطات المتجهة إلى المريخ وفينوس. لم أكن أرغب في الاتصال بـ ESA في كل مرة. تم اختيار منطقتين كقاعدة لنظام BCS الخاص بهم ، واحدة في منطقة كاشي في غرب الصين ، والأخرى في منطقة جياموسى في شمال شرق البلاد. هناك بدأ بناء هوائيات الإرسال والاستقبال. في كاشي - 35 مترا ، في جياموسى - 64 مترا. تم التخطيط لاستخدام التلسكوبات الراديوية في مناطق أخرى لتحديد مسار الجهاز.

سيساعد هذا المخطط على فهم مواقعهم بشكل أفضل.



يتم تمييز هوائيات الإرسال باللون الأحمر ، وبعض التلسكوبات اللاسلكية الصينية باللون الأزرق. في هذا المخطط ، تظهر أيضًا الفكرة الرئيسية لاختيار مكان. بقدر الإمكان إزالة محطات BCS من بعضها البعض من أجل تعظيم وقت العمل مع المحطة. لسوء الحظ ، لا يمكن أن تكون التغطية الكاملة من الصين على أي حال. كانت الفجوة من 8 إلى 10 ساعات في اليوم. وبدأت الصين تتفاوض مع دول أمريكا الجنوبية حول بناء مركز للاتصالات الفضائية هناك.

تم الانتهاء من بناء هذه المحطات في عام 2012. وبالفعل في أكتوبر 2012 ، بدأ المركز الصيني للاتصالات الفضائية لمسافات طويلة العمل مع جهاز Chang'e-2.

ظهور هوائي المحطة 35 متر في كاشي





وهو من القمر الصناعي



Zhang Zhuo هو أحد المهندسين في هذا المركز. في الخلفية هي واحدة من غرف التحكم.



في هذه الصورة ، المهندس Zhang Lei موجود بالفعل وإما أن الغرفة أعلى من زاوية أخرى أو غرفة أخرى. بالمناسبة ، إذا قارنت مع صور المحطة ، يمكنك فهم مكان وجودها.



كان الإنجاز الأكبر هو بناء محطة في Jiamusi. والمثير للاهتمام ، أنه قبل البناء أطلقوا عليه قطرًا يبلغ 64 مترًا ، وبعد البناء كان بالفعل 66 مترًا.

هنا هو أثناء البناء. إنه



بعد



القمر الصناعي. في المخزون ، لسبب ما ، فقط لقطة عام 2011. أثناء بناء المحطة



هنا ، على ما يبدو ، موظفي المركز. يمكنك تقييم حجم الهيكل.



هناك بضع طلقات من غرفة التحكم. إنهما رفاقان Cai Boyu و Yue Shilei. الغرفة ، بالحكم على رفوف المعدات في الخلفية والنقوش فوقها ، هي نفسها.





مخطط المحطة



ولكن حتى بعد تشغيل هذه الهوائيات ، لم يتوقف التعاون مع وكالة الفضاء الأوروبية. لا تزال المحطات في إسبانيا وجويانا الفرنسية وأستراليا معنية بمحطتي Chang'e-2 و Chang'e-3. علاوة على ذلك ، في عام 2013 ، تم توقيع اتفاقية تعاون طويلة الأمد.

وعلق رئيس قسم العلاقات الدولية في وكالة الفضاء الأوروبية كارل بيرجكويست على هذا:"وقعت وكالة الفضاء الأوروبية والصين مؤخراً اتفاقية دعم متبادل ، تنص على أن وكالة الفضاء الأوروبية يمكن أن تدعم المهمة الصينية من خلال شبكة الاتصالات بعيدة المدى لدينا. لكن العكس ممكن أيضًا ، أي أن وكالة الفضاء الأوروبية ستطلب من الصين استخدام هوائيات صينية بعيدة لبعض مهام وكالة الفضاء الأوروبية. لم يحدث هذا حتى الآن ، لكني متأكد من أن هذا سيحدث في السنوات القليلة المقبلة. هذه علامة على العلاقات الوثيقة القائمة بين وكالة الفضاء الأوروبية وقادة برنامج الفضاء الصيني ".

اللمسة

الأخيرة تم بناء المحطة الأخيرة لنظام الاتصالات الفضائية الصيني بعيد المدى في الأرجنتين. انتهت المفاوضات المذكورة أعلاه بنجاح.

في عام 2017 ، بدأ العمل على نطاق واسع في بناء هوائي بطول 35 مترًا في مقاطعة نيوكوين الأرجنتينية





في أكتوبر 2017 ، تم تكليف المحطة من قبل



مركز التحكم ،



وبعد تشغيل هذه المحطة ، أصبح لدى الصين الآن فرصة للمراقبة على مدار الساعة للمحطات بين الكواكب طوال 365 يومًا في السنة ، دون أي فترات انقطاع في الجدول الزمني. هذا إنجاز خطير للغاية. على سبيل المثال ، لم ينجح الاتحاد السوفيتي في إنشاء مثل هذا النظام.

بتلخيص ما سبق ، يمكننا القول أنه منذ عام 2007 ، قطعت الصين شوطًا طويلًا جدًا وأن نظام الاتصالات الفضائية الأرضية جاهز تمامًا لعمليات الإطلاق الفضائية التالية. وسنسمع بالتأكيد عن ذلك في عمليات الإطلاق المستقبلية للقمر والمريخ والزهرة.