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[Texte/Observer Network Yan Shanshan] Selon un rapport du média anglais de Hong Kong "South China Morning Post" du 14 juillet, des scientifiques chinois ont récemment proposé un plan de conception pour établir un système de communication et de navigation similaire au système de navigation Beidou qui peut servir toute la constellation de la lune.

Le rapport présente ces progrès de recherche en citant l'article « Méthode de conception de l'orbite de la constellation spatiale lunaire récente » publié dans « China Space Science and Technology » en juin. Les auteurs de l'article étaient Chen Shiyu et Ni Yanshuo du département de conception globale des véhicules spatiaux de Pékin. et Peng Jing, concepteur en chef du système de détection Chang'e-8 de la Cinquième Académie du Groupe, des sciences et technologies aérospatiales de Chine.

L'équipe de recherche chinoise a examiné de manière approfondie divers indicateurs sous trois aspects : communication par relais, navigation lunaire, coûts de construction et de maintenance de la constellation, et a proposé un concept de constellation de navigation spatiale proche de la Lune composée de 21 satellites, visant à adopter des méthodes durables et rentables. moyen rentable de fournir une navigation à long terme et de haute précision pour les activités d'exploration humaine à long terme et à haute densité sur la Lune.

Le South China Morning Post a indiqué que même si le journal n'a pas donné de calendrier de construction précis, le plan préliminaire du projet d'exploration lunaire de la Chine et le plan de la station internationale de recherche scientifique lunaire ont été annoncés : la Chine prévoit d'envoyer des astronautes sur la Lune avant 2030. , et Une station internationale de recherche scientifique lunaire avec des fonctions fondamentalement complètes et des éléments de support de base sera construite avec le pôle sud lunaire comme noyau d'ici 2035, et une version étendue sera construite d'ici 2045.

Capture d'écran du papier

Selon le document, l'angle d'élévation du pôle sud de la Lune par rapport à la Terre est extrêmement petit et est facilement bloqué par les cratères lunaires, ce qui rend difficile la garantie d'une liaison de communication directe de mesure et de contrôle avec la Terre. Étant donné que la face cachée de la Lune est masquée par la Lune, les communications de mesure et de contrôle ne peuvent pas être réalisées via des systèmes de mesure et de contrôle basés au sol. Par conséquent, il est nécessaire de déployer des satellites relais dans l’espace proche de la Lune, y compris les points de traduction Terre-Lune L1 et L2, pour faciliter les mesures et le contrôle des communications face à la Terre dans la région polaire du pôle sud lunaire et sur sa face arrière.

Au point de Lagrange Terre-Lune, l'étoile relais Queqiao-1 est sur l'orbite du halo au point L2, tandis que Queqiao-2 est sur l'orbite lunaire.

"La constellation de navigation spatiale proche de la Lune peut fournir une navigation et un positionnement de haute précision en temps réel pour les missions de déplacement, d'atterrissage et de décollage de la surface lunaire, et constitue la garantie de base nécessaire pour soutenir les activités d'exploration humaine à haute densité et à long terme sur la lune.", lit-on dans l'article.

Lors de l'analyse du plan de recherche du journal, le South China Morning Post a mentionné que les systèmes mondiaux de navigation par satellite sont actuellement largement utilisés à la surface de la Terre ou dans l'espace proche de la Terre, comme le système de positionnement global (GPS) des États-Unis et Le système chinois de navigation par satellite Beidou (BDS) est largement utilisé, offrant aux utilisateurs des services de positionnement, de navigation et autres de haute précision par tous les temps.

Selon le rapport, les systèmes mondiaux de navigation par satellite sont généralement constitués de 20 à 35 satellites, et la précision atteint généralement plusieurs mètres. Les utilisateurs peuvent utiliser la combinaison de signaux d'au moins quatre satellites pour localiser et obtenir des informations temporelles. Le plan de navigation sur la surface lunaire de l'équipe de recherche du département de conception globale des véhicules spatiaux de Pékin est similaire à celui-ci. Lors de la navigation, au moins quatre satellites doivent être visibles par la cible en même temps.

Le 25 juin 2024, le retour Chang'e-6 a atterri avec précision dans la zone prédéterminée de la bannière de Siziwang en Mongolie intérieure et a fonctionné normalement, réalisant le premier retour d'échantillon au monde de la face cachée de la Lune.Visuel Chine

L'étude propose un itinéraire de construction de constellation spatiale à court terme qui atteindra progressivement une couverture quadruple de 100 % tout au long du mois en trois étapes (le taux de couverture quadruple fait référence à la proportion de temps pendant laquelle au moins 4 étoiles de la constellation sont visibles par la cible à en même temps). Les étapes sont les suivantes :

Dans la première phase, 2 satellites elliptiques en orbite gelée seront déployés pour fournir des communications par relais au sol à plein temps pour la région polaire du pôle sud lunaire, atteignant ainsi une couverture primaire de 100 % de la région polaire du pôle sud lunaire. Des satellites en orbite et 2 satellites seront déployés. Un satellite en orbite halo quasi linéaire et un satellite en orbite halo L2 peuvent assurer la navigation et le positionnement à plein temps pour la région polaire du pôle sud lunaire, et en même temps atteindre une couverture primaire de 100 % de la région polaire du pôle sud lunaire. les régions polaires lunaires et la face cachée de la lune, permettant aux détecteurs ou aux humains de n'importe quelle position sur la lune. Tous peuvent communiquer avec la terre à tout moment ; dans la troisième phase, 4 satellites à orbite gelée elliptique, 2 satellites à orbite à halo quasi linéaire, 1 satellite en orbite halo L1 et 3 satellites en orbite rétrograde longue distance seront déployés pour atteindre une couverture quadruple à 100 % tout au long du mois. La couverture peut fournir une navigation et un positionnement à plein temps aux détecteurs ou aux humains à n'importe quel endroit de la lune.

L'équipe de recherche a déclaré que dans les recherches de suivi, elle combinerait la technologie d'optimisation des paramètres d'orbite pour former une méthode d'optimisation de constellation spatiale proche de la lune plus systématique et procéderait à une optimisation globale de variables discrètes telles que le type d'orbite et de variables continues telles que les paramètres d'orbite. , de manière à obtenir le type de structure de constellation théoriquement optimal.

Ces dernières années, la construction de constellations spatiales proches de la Lune est devenue un sujet brûlant dans la recherche aérospatiale. La Chine a lancé les satellites relais « Queqiao-1 » et « Queqiao-2 » respectivement en 2018 et 2024, pour fournir un support de communication relais pour plusieurs missions d'exploration lunaire.

Selon le compte public WeChat « China's Aerospace », le satellite relais « Queqiao-2 » adopte une grande orbite gelée elliptique autour de la Lune comme orbite de mission. En raison de la forme et de la structure irrégulières de la lune, les vaisseaux spatiaux volant à proximité de la lune sont affectés par des facteurs tels que la gravité de la lune, et leurs orbites de vol sont sujettes à des déviations. La grande orbite gelée elliptique autour de la lune est une orbite stable autour de la lune. Le vaisseau spatial volant sur cette orbite peut minimiser la déviation de l'orbite de vol.

Le 20 mars 2024, à Wenchang, Hainan, la fusée porteuse Longue Marche 8 Yao-3 transportant le satellite relais Queqiao-2 de la quatrième phase du projet d'exploration lunaire a été allumée et décollée sur le site de lancement spatial de Wenchang.Visuel Chine

Dans le même temps, les États-Unis, l’Europe et le Japon ont également proposé des plans visant à construire des constellations lunaires de communication et de navigation.

En 2020, la National Aeronautics and Space Administration (NASA) a proposé l'architecture « Lunar Network » (LunaNet) pour soutenir le programme « Artemis » afin de répondre aux besoins de communication de l'exploration du pôle sud lunaire et de l'exploration de l'arrière lunaire à court terme. de 2- Trois satellites relais sur des orbites gelées elliptiques et la station spatiale Gateway sur des orbites halo quasi linéaires fournissent des services de communication relais.

Le 16 novembre 2022, heure locale, en Floride, aux États-Unis, la fusée Artemis 1 Space Launch System, ainsi que la capsule spatiale Orion, ont été lancées depuis le centre spatial Kennedy de la NASA à Cap Canaveral. La mission Artemis 1 lancera un vaisseau spatial sans pilote pour voler autour de la Lune afin de tester les systèmes de propulsion, de navigation et d'alimentation du vaisseau spatial en vue de préparer les missions habitées ultérieures sur la surface lunaire.Visuel Chine

L’Europe fait également progresser de manière globale son plan de service de communication lunaire. En 2021, l'Agence spatiale européenne (ESA) a publié le plan « Moonlight », proposant de construire un système de communication et de navigation partagé (LCNS) lunaire durable vers 2027, et prévoit de lancer le premier « Lunar Pathfinder » en 2025 (satellite Lunar Pathfinder , effectuant une vérification technologique sur une orbite gelée elliptique.

En 2022, l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale (JAXA) a proposé le système de navigation par satellite lunaire (LNSS), qui prévoit de déployer 8 satellites sur une orbite elliptique pour fournir des services de communication et de navigation et de positionnement par relais pour la sonde lunaire du pôle sud.

Cet article est un manuscrit exclusif d'Observer.com et ne peut être reproduit sans autorisation.