Sistema de comunicações espaciais de longo alcance na China

No meu último artigo sobre o lançamento de uma nova nave espacial promissora , me fizeram uma pergunta sobre o sistema chinês de comunicações espaciais de longo alcance.

Pensando, decidi colocá-lo em outro artigo. Além disso, não há outra área em que o desenvolvimento da cosmonáutica da República Popular da China não seja tão visível.

Do simples satélite lunar Chang'e-1, lançado no final de 2007, para o qual não tinha seus meios normais, aos preparativos para o lançamento de uma estação marciana de pleno direito com um rover e uma estação muito complexa para fornecer solo lunar à Terra. Entre o AMS, a última estação não tem igual. Sim, o solo foi entregue à Terra por estações soviéticas da série E-8-5, mas elas eram muito mais simples em design e tinham capacidades mais simples.

Todas essas conquistas não estariam disponíveis se o sistema de comunicações espaciais de longa distância da China não tivesse se desenvolvido sistematicamente nos últimos anos.

Antes de descrever o sistema chinês, gostaria de dedicar algumas palavras ao que são as antenas do sistema de comunicação de espaço profundo (DSS).

Se houver um número muito, muito grande de tipos de radiotelescópios, o DKS é muito mais conservador. Isso é determinado por requisitos rigorosos para eles. Se muitos radiotelescópios comuns são projetados para observar o céu estrelado, o BCS é necessário para rastrear planetas, a lua ou estações interplanetárias contra o fundo deste céu, que pode ter uma velocidade angular bastante alta.

Além disso, ele deve acompanhar essas estações por um longo tempo. Idealmente, o tempo todo em que a estação estará na zona de visibilidade do rádio. Incluindo quando a estação acabou de sair do horizonte local ou em breve chegará a ela. Ao trabalhar com várias estações, você precisa redirecionar rapidamente a antena para outro ponto no céu.

No lado técnico, esse redirecionamento não é muito simples, essas antenas são muito grandes, dezenas de metros. Além disso, eles têm a chamada abertura preenchida (cobertura total) para coletar o sinal de toda a superfície do espelho e maximizá-lo.

Em teoria, para a comunicação na órbita da lua, você pode usar um diâmetro menor, mas mesmo assim "o tamanho é importante". Uma antena maior fornecerá maior energia e, portanto, a velocidade da transferência de informações.

E o último. Se o grande número de radiotelescópios são receptores, no nosso caso, você precisa de um transmissor de potência suficientemente alta na antena. Na verdade, essa é uma das principais diferenças. Existem muitos radiotelescópios de grande diâmetro e círculo completo; apenas algumas unidades estão equipadas com transmissores. Na maioria das vezes, apenas relacionado a sistemas de comunicação espacial.

Você pode ver dois representantes clássicos de tais sistemas: o americano DSS-14 e nosso RT-70. Ambos têm 70 metros cada.



E, para um exemplo da complexidade do uso de radiotelescópios convencionais, quero distinguir o chinês FAST (comissionado em 2016), que por algum motivo às vezes é atribuído ao sistema chinês de comunicações espaciais de longa distância.



Este é o maior radiotelescópio com abertura de 500 metros do mundo, o que significa que deve ser um recorde de sensibilidade.

É assim que ele é imóvel, só pode "confortavelmente" observar objetos acima dele. Movendo o irradiador sobre o espelho, você pode mudar levemente o ponto de observação, mas não funcionará para apontar para uma estação localizada perto do horizonte. Além disso, este é apenas um receptor; os transmissores, até onde eu sei, não foram montados nele e ainda não estão planejados.

Em uma emergência, ele pode ser usado para procurar uma estação de emergência com um transmissor fraco, mas não pode ser usado como um sistema de comunicação padrão com estações interplanetárias.

Agora, após uma pequena preparação teórica, seremos transportados para 2007 e acompanharemos o desenvolvimento do sistema chinês BCS.

No início de

24 de outubro de 2007, a primeira estação lunar chinesa, Chang'e-1, entrou no espaço, e as capacidades chinesas eram bastante modestas.

Para determinar a trajetória da estação, foram envolvidos radiotelescópios. O maior deles estava perto de Pequim no Observatório de Rádio Miyun. Esse observatório foi fundado nos anos 60 e, por muitos anos, sua ferramenta de trabalho era uma linha de vinte e oito espelhos de nove metros, o chamado MSRT (Miyun Synthesis Radio Telescope).



Mas em 2002, começou a construção do maior radiotelescópio chinês de 50 metros da época.

Início da construção e resultado final. No fundo, você pode ver as antenas MSRT.



Aqui está uma imagem de satélite. Além dos sistemas descritos, também é possível notar um radiotelescópio estacionário de 30 metros, sobre o qual não consegui encontrar informações.



Esta antena de 50 metros foi usada para receber dados científicos da estação. Além disso, juntamente com o novo radiotelescópio de 40 metros em Kunming, ela organizou a base do interferômetro, com a qual foi possível determinar a trajetória do aparelho.

Repito, estes eram apenas radiotelescópios. Eles não eram adequados para comunicação. Com as estações de transmissão, a China era muito mais difícil. Para esses fins, antenas de 18 metros foram construídas em Kashi e Qingdao, mas a cooperação com a Agência Espacial Européia (ESA) tornou-se uma grande ajuda.

Em troca de informações científicas de Chang'e-1, a ESA forneceu antenas de 15 metros para suas estações na Espanha e na Guiana Francesa, bem como uma nova antena de 35 metros para a Nova Estação do Norte na Austrália. Para garantir a operação, o Centro de Controle de Pequim foi conectado ao Centro Europeu de Operações de Satélite em Darmstadt. Nas estações européias, que geralmente operam no modo de telecontrole, durante os principais elementos da missão Chang'e-1, havia atendentes de plantão para superar rapidamente qualquer situação de emergência.

Os principais sinais ao se aproximar da estação da lua foram dados pela estação espanhola e o sinal da estação foi recebido pelo australiano. Quando a estação entrou na órbita do satélite da lua, as três estações realizaram monitoramento contínuo. As estações chinesas foram "apanhadas".

A primeira recepção de informações de Chang'e-1 na estação chinesa.



Implantação do sistema

A próxima estação chinesa, Chang'e-2, foi lançada três anos depois. E durante esse tempo, muita coisa aconteceu. Antes de tudo, a China decidiu a estrutura de seu sistema de comunicações espaciais de longo alcance. Foi necessário. Não foram anunciados oficialmente apenas planos lunares estendidos, mas também estações que se dirigiam a Marte e Vênus. Não queria entrar em contato com a ESA todas as vezes. Dois distritos foram escolhidos como base do seu sistema BCS, um na região de Kashi, no oeste da China, e outro na região de Jiamusi, no nordeste do país. Foi lá que as antenas transceptoras começaram a ser construídas. Em Kashi - 35 metros, em Jiamusi - 64 metros. Os radiotelescópios em outras áreas foram planejados para serem usados ​​para determinar a trajetória do aparelho.

Este esquema ajudará a entender melhor sua localização.



As antenas de transmissão são destacadas em vermelho e alguns radiotelescópios chineses em azul. De acordo com esse esquema, a idéia principal de escolher um local também é visível. Na medida do possível, remova as estações BCS umas das outras para maximizar o tempo de trabalho com a estação. Infelizmente, a cobertura total da China não poderia ser assim. A diferença era de 8 a 10 horas por dia. E a China começou a negociar com os países da América do Sul a construção de um centro de comunicações espaciais lá.

A construção dessas estações foi concluída em 2012. E já em outubro de 2012, o centro chinês de comunicações espaciais de longa distância começou a trabalhar com o aparelho Chang'e-2.

Aparência da antena de 35 metros da estação em Kashi,





é do satélite



Zhang Zhuo é um dos engenheiros deste centro. No fundo é uma das salas de controle.



Nesta foto, o engenheiro Zhang Lei já está lá e a sala é mais alta de outro ângulo ou de outra sala. A propósito, se você comparar com as imagens da estação, poderá entender onde ela está localizada.



Uma conquista ainda maior foi a construção de uma estação em Jiamusi. E, curiosamente, antes da construção era chamado de diâmetro de 64 metros, e depois da construção já era de 66 metros.

Aqui está durante a construção. Está



atrás do



satélite. Em estoque, por algum motivo, apenas um instantâneo de 2011. Durante a construção da estação



Aqui, aparentemente, a equipe do centro. Você pode avaliar a escala da estrutura.



Existem algumas fotos da sala de controle. Eles são os camaradas Cai Boyu e Yue Shilei. A sala, a julgar pelas prateleiras de equipamentos em segundo plano e pelas inscrições acima delas, é a mesma.





Diagrama da estação



Mas, mesmo após o comissionamento dessas antenas, a cooperação com a ESA não parou. Estações na Espanha, Guiana Francesa e Austrália ainda estavam envolvidas com as estações Chang'e-2 e Chang'e-3. Além disso, em 2013, foi assinado um acordo de cooperação a longo prazo.

O chefe do Departamento de Relações Internacionais da ESA, Karl Bergquist, comentou sobre isso:“A ESA e a China assinaram recentemente um Acordo de Suporte Mútuo, que estipulava que a ESA poderia apoiar a missão chinesa através de nossa rede de comunicações de longa distância. Mas o oposto também é possível, ou seja, a ESA solicitará à China que use antenas de longa distância chinesas para alguma missão da ESA. Até agora, isso não aconteceu, mas estou certo de que isso acontecerá nos próximos anos. Este é um sinal dos laços estreitos que existem entre a ESA e os líderes do programa espacial chinês. ”

O toque final

A última estação do sistema de comunicações espaciais de longo alcance da China foi construída na Argentina. As negociações mencionadas acima foram encerradas com sucesso.

Em 2017, começaram os trabalhos em larga escala na construção de uma antena de 35 metros na província argentina de Neuquen





Em outubro de 2017, a estação foi comissionada pelo



Centro de Controle.



Após o comissionamento desta estação, a China agora tem a oportunidade de monitorar 24 horas por dia as estações interplanetárias todos os 365 dias do ano, sem interrupções no cronograma. Esta é uma conquista muito séria. A União Soviética, por exemplo, não conseguiu criar esse sistema.

Resumindo o exposto, podemos dizer que desde 2007 a China percorreu um longo caminho e seu sistema de comunicações espaciais terrestres está totalmente pronto para os próximos lançamentos espaciais. E nós definitivamente ouviremos sobre isso em lançamentos futuros para a Lua, Marte e Vênus.