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[Texto / Rede de Observadores Yan Shanshan] De acordo com um relatório da mídia inglesa de Hong Kong "South China Morning Post" de 14 de julho, cientistas chineses propuseram recentemente um plano de design para estabelecer um sistema de comunicação e navegação semelhante ao sistema de navegação Beidou que pode servir a constelação inteira.

O relatório apresentou o progresso desta pesquisa citando o artigo "Método recente de design de órbita de constelação espacial lunar", publicado na "China Space Science and Technology" em junho. Os autores do artigo foram Chen Shiyu e Ni Yanshuo, do Departamento de Design Geral de Veículos Espaciais de Pequim. e Peng Jing, designer-chefe do sistema detector Chang'e-8 da Quinta Academia do Grupo, de Ciência e Tecnologia Aeroespacial da China.

A equipe de pesquisa chinesa considerou abrangentemente vários indicadores em três aspectos: comunicação de retransmissão, navegação lunar, custos de construção e manutenção da constelação, e propôs um conceito de constelação de navegação espacial quase lunar composto por 21 satélites, com o objetivo de adotar métodos sustentáveis ​​e econômicos. maneira econômica de fornecer navegação de alta precisão e longo prazo para atividades de exploração humana de alta densidade e longo prazo na Lua.

O South China Morning Post mencionou que, embora o jornal não tenha fornecido um cronograma de construção específico, o plano preliminar para o projeto de exploração lunar da China e o plano para a estação internacional de pesquisa científica lunar foram anunciados: a China planeja enviar astronautas à Lua antes de 2030 , e Uma estação internacional de pesquisa científica lunar com funções basicamente completas e elementos básicos de suporte será construída com o pólo sul lunar como núcleo até 2035, e uma versão expandida será construída até 2045.

Captura de tela do papel

De acordo com o artigo, o ângulo de elevação do pólo sul da Lua em relação à Terra é extremamente pequeno e é facilmente bloqueado por crateras lunares, tornando difícil garantir uma medição direta e um link de comunicação de controle com a Terra. Como o lado oculto da Lua é obscurecido pela Lua, as comunicações de medição e controle não podem ser alcançadas através de sistemas de medição e controle baseados em terra. Portanto, é necessário implantar satélites retransmissores no espaço próximo à Lua, incluindo os pontos de translação Terra-Lua L1 e L2, para auxiliar na medição voltada para a Terra e nas comunicações de controle na região polar do pólo sul lunar e na parte posterior.

No ponto Lagrange Terra-Lua, a estrela retransmissora Queqiao-1 está na órbita do halo no ponto L2, enquanto Queqiao-2 está na órbita lunar.

"A constelação de navegação espacial quase lunar pode fornecer navegação e posicionamento de alta precisão em tempo real para movimentos da superfície lunar, missões de pouso e decolagem, e é a garantia básica necessária para apoiar atividades de exploração humana de alta densidade e de longo prazo em a lua", diz o artigo.

Ao definir o plano de pesquisa do artigo, o South China Morning Post mencionou que os sistemas globais de navegação por satélite estão sendo amplamente utilizados na superfície da Terra ou no espaço próximo à Terra, como o Sistema de Posicionamento Global (GPS) dos Estados Unidos e O Sistema de Navegação por Satélite Beidou (BDS) da China é amplamente utilizado, fornecendo aos usuários posicionamento de alta precisão, navegação e outros serviços para todos os climas.

De acordo com o relatório, os sistemas globais de navegação por satélite geralmente consistem em 20 a 35 satélites, e a precisão geralmente atinge vários metros. Os usuários podem usar a combinação de sinais de pelo menos quatro satélites para localizar e obter informações de tempo. O plano de navegação na superfície lunar da equipe de pesquisa do Departamento de Design Geral de Veículos Espaciais de Pequim é semelhante a este. Durante a navegação, é necessário que pelo menos quatro satélites estejam visíveis para o alvo ao mesmo tempo.

Em 25 de junho de 2024, o retornador Chang'e-6 pousou com precisão na área predeterminada de Siziwang Banner, na Mongólia Interior, e funcionou normalmente, alcançando o primeiro retorno de amostra do mundo do outro lado da lua.Visual China

O estudo propõe uma rota de construção de constelação espacial próximo ao mês que alcançará gradualmente 100% de cobertura quádrupla ao longo do mês em três estágios (a taxa de cobertura quádrupla refere-se à proporção de tempo em que pelo menos 4 estrelas na constelação são visíveis para o alvo em ao mesmo tempo). As etapas são as seguintes:

Na primeira fase, 2 satélites elípticos de órbita congelada serão implantados para fornecer comunicações de retransmissão terrestre em tempo integral para a região polar do pólo sul lunar, alcançando 100% de cobertura primária da região polar do pólo sul lunar. Na segunda fase, 6 satélites elípticos congelados. satélites em órbita e 2 satélites serão implantados. Um satélite de órbita halo quase linear e um satélite de órbita halo L2 podem fornecer navegação e posicionamento em tempo integral para a região polar do pólo sul lunar e, ao mesmo tempo, alcançar 100% de cobertura primária do. regiões polares lunares e o outro lado da lua, permitindo detectores ou humanos em qualquer posição na lua. Todos podem se comunicar com a Terra em todos os momentos, 4 satélites elípticos de órbita congelada, 2 satélites de órbita halo quase linear, 1 satélite de órbita halo L1 e 3 satélites de órbita retrógrada de longa distância serão implantados para atingir 100% de cobertura quádrupla ao longo do mês. A cobertura pode fornecer navegação e posicionamento em tempo integral para detectores ou humanos em qualquer local da lua.

A equipe de pesquisa afirmou que na pesquisa de acompanhamento, eles combinarão a tecnologia de otimização de parâmetros de órbita para formar um método mais sistemático de otimização de constelação espacial próxima à Lua e conduzirão a otimização global de variáveis ​​​​discretas, como tipo de órbita, e variáveis ​​​​contínuas, como parâmetros de órbita. , de modo a obter o tipo de constelação teoricamente ideal.

Nos últimos anos, a construção de constelações espaciais quase lunares está se tornando um tema quente na pesquisa aeroespacial. A China lançou os satélites de retransmissão "Queqiao-1" e "Queqiao-2" em 2018 e 2024, respectivamente, para fornecer suporte de comunicação de retransmissão para múltiplas missões de exploração lunar.

De acordo com a conta pública do WeChat "China's Aerospace", o satélite retransmissor "Queqiao-2" adota uma grande órbita elíptica congelada ao redor da Lua como sua órbita de missão. Devido à forma e estrutura irregulares da Lua, as naves espaciais que voam perto da Lua são afetadas por fatores como a gravidade da Lua, e as suas órbitas de voo estão sujeitas a desvios. A grande órbita elíptica congelada ao redor da lua é uma órbita estável ao redor da lua. A espaçonave voando nesta órbita pode minimizar o desvio da órbita de vôo.

Em 20 de março de 2024, em Wenchang, Hainan, o foguete transportador Longa Marcha 8 Yao-3 que transportava o satélite retransmissor Queqiao-2 da quarta fase do projeto de exploração lunar foi aceso e decolou no Local de Lançamento Espacial de Wenchang.Visual China

Ao mesmo tempo, os Estados Unidos, a Europa e o Japão também propuseram planos para construir constelações lunares de comunicação e navegação.

Em 2020, a Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA) propôs a arquitetura "Rede Lunar" (LunaNet) para apoiar o programa "Artemis" para atender às necessidades de comunicação da exploração lunar do pólo sul e da exploração lunar traseira no curto prazo. de 2- Três satélites retransmissores em órbitas elípticas congeladas e a estação espacial Gateway em órbitas halo quase lineares fornecem serviços de comunicação de retransmissão.

Em 16 de novembro de 2022, horário local, na Flórida, Estados Unidos, o foguete Artemis 1 Space Launch System, junto com a cápsula espacial Orion, foi lançado do Centro Espacial Kennedy da NASA em Cabo Canaveral. A missão Artemis 1 lançará uma espaçonave não tripulada para voar ao redor da Lua para testar os sistemas de propulsão, navegação e energia da espaçonave, em preparação para missões tripuladas subsequentes à superfície lunar.Visual China

A Europa também está a avançar de forma abrangente no seu plano de serviços de comunicação lunar. Em 2021, a Agência Espacial Europeia (ESA) lançou o plano "Moonlight", propondo a construção de um sistema lunar sustentável de comunicações e navegação compartilhada (LCNS) por volta de 2027, e planeja lançar o primeiro "Lunar Pathfinder" em 2025 (satélite Lunar Pathfinder , conduzindo verificação de tecnologia em uma órbita elíptica congelada.

Em 2022, a Agência de Exploração Aeroespacial do Japão (JAXA) propôs o Sistema de Navegação Lunar por Satélite (LNSS), que planeja implantar 8 satélites em uma órbita elíptica para fornecer comunicações de retransmissão e serviços de navegação e posicionamento para a sonda lunar do pólo sul.

Este artigo é um manuscrito exclusivo do Observer.com e não pode ser reproduzido sem autorização.