Système de communications spatiales à longue portée en Chine

Dans mon dernier article sur le lancement d' un nouveau vaisseau spatial prometteur , on m'a posé une question sur le système chinois de communications spatiales à longue portée.

En réfléchissant, j'ai décidé de le mettre dans un article séparé. En outre, il n’existe aucun autre domaine dans lequel le développement de la cosmonautique de la République populaire de Chine ne serait pas aussi bien visible.

Du simple satellite lunaire Chang'e-1, lancé fin 2007, pour lequel il ne disposait pas de ses moyens normaux, aux préparatifs du lancement d'une station martienne à part entière avec un rover et une station très complexe pour livrer du sol lunaire à la Terre. Parmi les AMS, la dernière station n'a pas d'égal du tout. Oui, le sol a été livré à la Terre par des stations soviétiques de la série E-8-5, mais leur conception était beaucoup plus simple et leurs capacités plus simples.

Toutes ces réalisations ne seraient pas disponibles si le système chinois de communications spatiales à longue distance ne s'était pas systématiquement développé au cours des dernières années.

Avant de décrire le système chinois, je voudrais consacrer quelques mots à ce que sont les antennes du système de communication dans l'espace lointain (DSS).

S'il existe un très, très grand nombre de types de radiotélescopes, alors le DKS est beaucoup plus conservateur. Ceci est déterminé par des exigences strictes pour eux. Si de nombreux radiotélescopes ordinaires sont conçus pour observer le ciel étoilé, alors le BCS est nécessaire pour suivre les planètes, la lune ou les stations interplanétaires, qui peuvent avoir une vitesse angulaire suffisamment grande, sur le fond de ce ciel.

De plus, il doit accompagner ces stations pendant longtemps. Idéalement, tout le temps lorsque la station sera dans la zone de visibilité radio. Y compris quand la station vient de quitter l'horizon local ou va bientôt venir la chercher. Lorsque vous travaillez avec plusieurs stations, vous devez pouvoir rediriger rapidement l'antenne vers un autre point du ciel.

Côté technique, ce reciblage n'est pas très simple, ces antennes sont très grandes, des dizaines de mètres. De plus, ils ont une ouverture dite remplie (couverture complète) pour collecter le signal de toute la surface du miroir et le maximiser.

En théorie, pour la communication sur l'orbite de la lune, vous pouvez utiliser un diamètre plus petit, mais même là, "la taille compte". Une antenne plus grande fournira une plus grande énergie, et donc la vitesse de transfert d'informations.

Et la dernière. Si le nombre écrasant de radiotélescopes sont des récepteurs, dans notre cas, vous devez avoir un émetteur de puissance suffisamment élevée sur l'antenne. En fait, c'est l'une des principales différences. Il existe de nombreux radiotélescopes de grand diamètre à cercle complet; seules quelques unités sont équipées d'émetteurs. Le plus souvent, juste lié aux systèmes de communication spatiale.

Vous pouvez regarder deux représentants classiques de tels systèmes: le DSS-14 américain et notre RT-70. Les deux font 70 mètres chacun.



Et pour un exemple de la complexité de l'utilisation des radiotélescopes conventionnels, je veux distinguer le FAST chinois (mis en service en 2016), qui pour une raison quelconque est parfois attribué au système chinois de communications spatiales à longue distance.



Il s'agit du plus grand radiotélescope à ouverture pleine de 500 mètres au monde, ce qui signifie qu'il devrait être un record de sensibilité.

C'est juste la façon dont il est immobile, il ne peut que "confortablement" observer des objets au-dessus de lui. En déplaçant l'irradiateur sur le miroir, vous pouvez légèrement déplacer le point d'observation, mais cela ne fonctionnera pas pour pointer vers une station située près de l'horizon. De plus, il ne s'agit que d'un récepteur, les émetteurs, pour autant que je sache, n'y sont pas montés et ne sont pas encore prévus.

En cas d'urgence, il peut être utilisé pour rechercher une station d'urgence avec un émetteur faible, mais il ne peut pas être utilisé comme système de communication standard avec des stations interplanétaires.

Maintenant, après un peu de préparation théorique, nous allons être transportés jusqu'en 2007 et suivre le développement du système chinois BCS.

Au début du

24 octobre 2007, la première station lunaire chinoise Chang'e-1 est entrée dans l'espace et les capacités chinoises étaient alors assez modestes.

Pour déterminer la trajectoire de la station, des radiotélescopes ont été impliqués. Le plus grand d'entre eux se trouvait près de Pékin à l'Observatoire de la radio Miyun. Cet observatoire a été fondé dans les années 60 et pendant de nombreuses années son outil de travail a été une ligne de vingt-huit miroirs de neuf mètres, le soi-disant MSRT (Miyun Synthesis Radio Telescope).



Mais en 2002, la construction du plus grand radiotélescope chinois de 50 mètres a commencé là-bas.

Début de la construction et résultat final. En arrière-plan, vous pouvez voir les antennes MSRT.



Voici une image satellite. En plus des systèmes décrits, vous pouvez également remarquer un radiotélescope stationnaire de 30 mètres, sur lequel je n'ai pas pu trouver d'informations.



Cette antenne de 50 mètres a été utilisée pour recevoir des données scientifiques de la station. En outre, avec le nouveau radiotélescope de 40 mètres à Kunming, elle a organisé la base de l'interféromètre, avec laquelle il a été possible de déterminer la trajectoire de l'appareil.

Je le répète, ce n'étaient que des radiotélescopes. Ils n'étaient pas adaptés à la communication. Avec des stations émettrices, la Chine était alors beaucoup plus difficile. À ces fins, des antennes de 18 mètres ont été construites à Kashi et Qingdao, mais la coopération avec l'Agence spatiale européenne (ESA) est devenue d'une grande aide.

En échange d'informations scientifiques provenant de Chang'e-1, l'ESA a fourni des antennes de 15 mètres à ses stations en Espagne et en Guyane française, ainsi qu'une nouvelle antenne de 35 mètres à la New North Station en Australie. Pour garantir son fonctionnement, le centre de contrôle de Pékin a été connecté au centre européen d'opérations par satellite à Darmstadt. Dans les stations européennes, qui fonctionnent généralement en mode téléconduite, pendant les éléments clés de la mission Chang'e-1, il y avait des agents de service pour surmonter rapidement toute situation d'urgence.

Les signaux clés à l'approche de la station vers la lune ont été donnés par la station espagnole, et le signal de la station a été reçu par la station australienne. Lorsque la station est entrée dans l'orbite du satellite de la lune, les trois stations ont effectué une surveillance continue. Les stations chinoises ont alors été "rattrapées".

La première réception d'informations de Chang'e-1 à la station chinoise.



Déploiement du système

La prochaine station chinoise, Chang'e-2, a été lancée trois ans plus tard. Et pendant ce temps, il s'est passé beaucoup de choses. Tout d'abord, la Chine a décidé de la structure de son système de communications spatiales à longue portée. C'était nécessaire. Non seulement des plans lunaires étendus ont été officiellement annoncés, mais aussi des stations se dirigeant vers Mars et Vénus. Je ne voulais pas contacter l'ESA à chaque fois. Deux districts ont été choisis comme base de leur système BCS, l'un dans la région de Kashi, dans l'ouest de la Chine, et l'autre dans la région de Jiamusi, dans le nord-est du pays. C'est là que les antennes émettrices-réceptrices ont commencé à être construites. À Kashi - 35 mètres, à Jiamusi - 64 mètres. Des radiotélescopes dans d'autres domaines devaient être utilisés pour déterminer la trajectoire de l'appareil.

Ce schéma permettra de mieux comprendre leur emplacement.



Les antennes d'émetteur-récepteur sont surlignées en rouge et certains radiotélescopes chinois sont surlignés en bleu. Dans ce schéma, l'idée principale de choisir un lieu est également visible. Dans la mesure du possible, retirer les stations BCS les unes des autres afin de maximiser le temps de travail avec la station. Malheureusement, la couverture complète de la Chine ne pouvait pas être de toute façon. L'écart était de 8 à 10 heures par jour. Et la Chine a commencé à négocier avec les pays d'Amérique du Sud sur la construction d'un centre de communications spatiales à longue portée là-bas.

La construction de ces stations s'est achevée en 2012. Et déjà en octobre 2012, le centre chinois des communications spatiales à longue distance a commencé à travailler avec l'appareil Chang'e-2.

Apparition de l'antenne de 35 mètres de la station de Kashi,





provenant du satellite



Zhang Zhuo est l'un des ingénieurs de ce centre. À l'arrière-plan se trouve l'une des salles de contrôle.



Sur cette photo, l'ingénieur Zhang Lei est déjà là et la pièce est plus haute sous un autre angle ou dans une autre pièce. Au fait, si vous comparez avec les images de la station, vous pouvez comprendre où elle se trouve.



Une réalisation encore plus grande a été la construction d'une gare à Jiamusi. Et, fait intéressant, avant la construction, ils l'appelaient un diamètre de 64 mètres, et après la construction, il était déjà de 66 mètres.

Ici, c'est pendant la construction. C'est



après le



satellite. En stock, pour une raison quelconque, seulement un instantané de 2011. Pendant la construction de la station



Ici, apparemment, le personnel du centre. Vous pouvez évaluer l'échelle de la structure.



Il y a quelques photos de la salle de contrôle. Ce sont les camarades Cai Boyu et Yue Shilei. La salle, à en juger par les supports d'équipement à l'arrière-plan et les inscriptions au-dessus d'eux, est la même.





Schéma de la station



Mais même après la mise en service de ces antennes, la coopération avec l'ESA ne s'est pas arrêtée. Des stations en Espagne, en Guyane française et en Australie étaient toujours associées aux stations Chang'e-2 et Chang'e-3. De plus, en 2013, un accord de coopération à long terme a été signé.

Le chef du Département des relations internationales de l'ESA, Karl Bergquist, a commenté ceci:«L'ESA et la Chine ont récemment signé un accord de soutien mutuel, qui stipulait que l'ESA pouvait soutenir la mission chinoise par le biais de notre réseau de communications à longue distance. Mais l'inverse est également possible, c'est-à-dire que l'ESA demandera à la Chine d'utiliser des antennes chinoises longue distance pour certaines missions de l'ESA. Jusqu'à présent, cela ne s'est pas produit, mais je suis sûr que cela se produira au cours des prochaines années. C'est un signe des liens étroits qui existent entre l'ESA et les dirigeants du programme spatial chinois. »

La touche finale

La dernière station du système chinois de communications spatiales à longue portée a été construite en Argentine. Les négociations mentionnées ci-dessus se sont terminées avec succès.

En 2017, des travaux de grande envergure ont débuté sur la construction d'une antenne de 35 mètres dans la province argentine de Neuquén





En octobre 2017, la station a été mise en service par



le centre de contrôle.



Après la mise en service de cette station, la Chine a désormais la possibilité de surveiller les stations interplanétaires 24 heures sur 24, 365 jours par an, sans interruption du calendrier. C'est une réalisation très sérieuse. L'Union soviétique, par exemple, n'est pas parvenue à créer un tel système.

Pour résumer ce qui précède, nous pouvons dire que depuis 2007, la Chine a parcouru un long chemin et son système de communications spatiales terrestres est pleinement prêt pour les prochains lancements spatiaux. Et nous en entendrons certainement parler lors des prochains lancements sur la Lune, Mars et Vénus.