Sistema de comunicaciones espaciales de largo alcance de China

En mi último artículo sobre el lanzamiento de una nueva y prometedora nave espacial , me hicieron una pregunta sobre el sistema chino de comunicaciones espaciales de largo alcance.

Pensando, decidí ponerlo en un artículo separado. Además, no hay otra área en la que el desarrollo de la cosmonautica de la República Popular de China no sea tan visible.

Desde el simple satélite lunar Chang'e-1, lanzado a fines de 2007, para el cual no tenía sus medios normales, hasta los preparativos para el lanzamiento de una estación marciana completa con un rover y una estación muy compleja para entregar tierra lunar a la Tierra. Entre los AMS, la última estación no tiene igual en absoluto. Sí, el suelo fue entregado a la Tierra por estaciones soviéticas de la serie E-8-5, pero fueron mucho más simples en diseño y tenían capacidades más simples.

Todos estos logros no estarían disponibles si el sistema chino de comunicaciones espaciales de larga distancia no se hubiera desarrollado sistemáticamente en los últimos años.

Antes de describir el sistema chino, me gustaría dedicar un par de palabras a lo que tratan las antenas del sistema de comunicación del espacio profundo (DSS).

Si hay una gran cantidad de tipos de radiotelescopios, DKS es mucho más conservador. Esto está determinado por requisitos estrictos para ellos. Si muchos radiotelescopios convencionales están diseñados para observar el cielo estrellado, entonces se requiere el BCS para rastrear planetas, la luna o estaciones interplanetarias, que pueden tener una velocidad angular suficientemente grande, contra el fondo de este cielo.

Además, debe acompañar a estas estaciones durante mucho tiempo. Idealmente, todo el tiempo cuando la estación estará en la zona de visibilidad de radio. Incluso cuando la estación acaba de salir del horizonte local o pronto vendrá a buscarla. Cuando trabaje con varias estaciones, necesita la capacidad de redirigir rápidamente la antena a otro punto en el cielo.

En el aspecto técnico, este retargeting no es muy simple, estas antenas son muy grandes, decenas de metros. Además, tienen una llamada abertura llena (cobertura total) para recoger la señal de toda la superficie del espejo y maximizarla.

En teoría, para la comunicación en la órbita de la luna, puede usar un diámetro más pequeño, pero incluso allí, "el tamaño importa". Una antena más grande proporcionará mayor energía y, por lo tanto, la velocidad de transferencia de información.

Y el último. Si la abrumadora cantidad de radiotelescopios son receptores, entonces, en nuestro caso, debe tener un transmisor de potencia suficientemente alta en la antena. En realidad, esta es una de las diferencias clave. Hay muchos radiotelescopios de gran diámetro de círculo completo; solo unas pocas unidades están equipadas con transmisores. Muy a menudo, solo relacionado con los sistemas de comunicación espacial.

Puede ver dos representantes clásicos de tales sistemas: el DSS-14 estadounidense y nuestro RT-70. Ambos son de 70 metros cada uno.



Y para un ejemplo de la complejidad del uso de radiotelescopios convencionales, quiero distinguir el FAST chino (encargado en 2016), que por alguna razón a veces se atribuye al sistema chino de comunicaciones espaciales de larga distancia.



Este es el radiotelescopio de apertura de 500 metros más grande del mundo, lo que significa que debería ser un récord de sensibilidad.

Así es como está inmóvil, solo puede observar "cómodamente" objetos sobre él. Al mover el irradiador sobre el espejo, puede cambiar ligeramente el punto de observación, pero no funcionará apuntar a una estación ubicada cerca del horizonte. Además, este es solo un receptor, los transmisores, que yo sepa, no se han montado en él y aún no están planificados.

En una emergencia, se puede usar para buscar una estación de emergencia con un transmisor débil, pero no se puede usar como un sistema de comunicación estándar con estaciones interplanetarias.

Ahora, después de una pequeña preparación teórica, seremos transportados a 2007 y seguiremos el desarrollo del sistema BCS chino.

A principios del

24 de octubre de 2007, la primera estación lunar china Chang'e-1 salió al espacio, las capacidades chinas eran bastante modestas.

Para determinar la trayectoria de la estación, se involucraron radiotelescopios. El más grande de ellos estaba cerca de Beijing en el Observatorio de Radio Miyun. Este observatorio fue fundado en los años 60 y durante muchos años su herramienta de trabajo fue una línea de veintiocho espejos de nueve metros, el llamado MSRT (Miyun Synthesis Radio Telescope).



Pero en 2002, la construcción del radiotelescopio chino de 50 metros más grande en ese momento comenzó allí.

Inicio de construcción y resultado final. En el fondo puede ver las antenas MSRT.



Aquí hay una imagen de satélite. Además de los sistemas descritos, también puede observar un radiotelescopio estacionario de 30 metros, sobre el cual no pude encontrar información.



Esta antena de 50 metros se utilizó para recibir datos científicos de la estación. Además, junto con el nuevo radiotelescopio de 40 metros en Kunming, organizó la base del interferómetro, con lo que fue posible determinar la trayectoria del aparato.

Repito, estos eran solo radiotelescopios. No eran adecuados para la comunicación. Con estaciones de transmisión, China era mucho más difícil. Para estos fines, se construyeron antenas de 18 metros en Kashi y Qingdao, pero la cooperación con la Agencia Espacial Europea (ESA) se ha convertido en una gran ayuda.

A cambio de información científica de Chang'e-1, la ESA proporcionó antenas de 15 metros para sus estaciones en España y la Guayana Francesa, así como una nueva antena de 35 metros para la Nueva Estación del Norte en Australia. Para garantizar la operación, el Centro de Control de Beijing se conectó al Centro Europeo de Operaciones Satelitales en Darmstadt. En las estaciones europeas, que generalmente operan en modo de telecontrol, durante los elementos clave de la misión Chang'e-1, había asistentes de servicio para superar rápidamente cualquier situación de emergencia.

Las señales clave al acercarse a la estación a la luna fueron dadas por la estación española, y la señal de la estación fue recibida por la australiana. Cuando la estación entró en la órbita del satélite de la luna, las tres estaciones llevaron a cabo un monitoreo continuo. Las estaciones chinas fueron "atrapadas"

La primera recepción de información de Chang'e-1 en la estación china.



Despliegue del sistema

La siguiente estación china, Chang'e-2, se lanzó tres años después. Y durante este tiempo, han pasado muchas cosas. En primer lugar, China ha decidido la estructura de su sistema de comunicaciones espaciales de largo alcance. Fue necesario. No solo se anunciaron oficialmente los planes lunares extendidos, sino también las estaciones que se dirigían a Marte y Venus. No quería contactar a la ESA cada vez. Se eligieron dos distritos como base de su sistema BCS, uno en la región de Kashi, en el oeste de China, y el otro en la región de Jiamusi, en el noreste del país. Fue allí donde comenzaron a construirse las antenas transceptoras. En Kashi - 35 metros, en Jiamusi - 64 metros. Se planeó utilizar radiotelescopios en otras áreas para determinar la trayectoria del aparato.

Este esquema ayudará a comprender mejor su ubicación.



Las antenas de transmisión se resaltan en rojo y algunos radiotelescopios chinos en azul. De acuerdo con este esquema, la idea principal de elegir un lugar también es visible. En la medida de lo posible, eliminar las estaciones BCS entre sí para maximizar el tiempo de trabajo con la estación. Desafortunadamente, la cobertura total de China no podría ser de todos modos. La brecha fue de 8 a 10 horas al día. Y China comenzó a negociar con los países de América del Sur sobre la construcción de un centro de comunicaciones espaciales allí.

La construcción de estas estaciones se completó en 2012. Y ya en octubre de 2012, el centro chino de comunicaciones espaciales de larga distancia comenzó a trabajar con el aparato Chang'e-2.

Apariencia de la antena de 35 metros de la estación en Kashi.





Es del satélite



Zhang Zhuo es uno de los ingenieros de este centro. En el fondo es una de las salas de control.



En esta imagen, el ingeniero Zhang Lei ya está allí y la habitación es más alta desde otro ángulo u otra habitación. Por cierto, si compara con las imágenes de la estación, puede comprender dónde se encuentra.



Un logro aún mayor fue la construcción de una estación en Jiamusi. Y, curiosamente, antes de la construcción lo llamaron un diámetro de 64 metros, y después de la construcción ya tenía 66 metros.

Aquí está durante la construcción. Es



después del



satélite. En stock, por alguna razón, solo una instantánea de 2011. Durante la construcción de la estación



Aquí, al parecer, el personal del centro. Puede evaluar la escala de la estructura.



Hay un par de disparos desde la sala de control. Son camaradas Cai Boyu y Yue Shilei. La sala, a juzgar por los bastidores de equipos en el fondo y las inscripciones encima de ellos, es la misma.





Diagrama de la estación



Pero incluso después de la puesta en servicio de estas antenas, la cooperación con la ESA no se detuvo. Las estaciones en España, la Guayana Francesa y Australia todavía estaban involucradas con las estaciones Chang'e-2 y Chang'e-3. Además, en 2013, se firmó un acuerdo de cooperación a largo plazo.

El jefe del Departamento de Relaciones Internacionales de la ESA, Karl Bergquist, comentó sobre esto:“La ESA y China firmaron recientemente un Acuerdo de Apoyo Mutuo, que estipula que la ESA podría apoyar la misión china a través de nuestra red de comunicaciones de larga distancia. Pero lo contrario también es posible, es decir, la ESA le pedirá a China que use antenas de larga distancia chinas para alguna misión de la ESA. Hasta ahora esto no ha sucedido, pero estoy seguro de que esto sucederá en los próximos años. Esta es una señal de los estrechos vínculos que existen entre la ESA y los líderes del programa espacial chino ".

El toque final

La última estación del sistema chino de comunicaciones espaciales de largo alcance se construyó en Argentina. Las negociaciones mencionadas anteriormente terminaron con éxito.

En 2017, se comenzó a trabajar a gran escala en la construcción de una antena de 35 metros en la provincia argentina de Neuquén





En octubre de 2017, la estación fue encargada por



el Centro de Control.



Después de la puesta en marcha de esta estación, China ahora tiene la oportunidad de monitorear las estaciones interplanetarias las 24 horas del día, los 365 días del año, sin interrupciones en el horario. Este es un logro muy serio. La Unión Soviética, por ejemplo, no logró crear dicho sistema.

Resumiendo lo anterior, podemos decir que desde 2007, China ha recorrido un largo camino y su sistema de comunicaciones espaciales terrestres está completamente listo para los próximos lanzamientos espaciales. Y definitivamente escucharemos sobre esto en futuros lanzamientos a la Luna, Marte y Venus.