Chińscy naukowcy przedstawili ambitne plany stworzenia kompleksowej sieci komunikacyjnej i nawigacyjnej między Ziemią a Księżycem.

Infrastruktura ta ma na celu wsparcie Chiński księżyc cele eksploracji i zwiększenia bezpieczeństwa i wydajności podróży kosmicznych. Proponowany system obejmuje konstelację satelitów i stacje naziemne, zapewniające komunikację w czasie rzeczywistym, nawigację i usługi monitorowania dla misji księżycowych.

Autostrada informacyjna

Naukowcy z Chińska Akademia Technologii Kosmicznych (CAST) i Beijing Institute of Spacecraft System Engineering nakreślili plan budowy superautostrady informacyjnej między Ziemią a Księżycem. Sieć ta składałaby się z 30 satelitów i trzech naziemnych stacji księżycowych, umożliwiając komunikację w czasie rzeczywistym i nawigację dla maksymalnie 20 użytkowników jednocześnie.

Yang Mengfeigłówny projektant Chińska misja Chang’e-5podkreślił strategiczne znaczenie tego projektu: „Przestrzeń okołoksiężycowa stała się nowym obszarem działalności człowieka. Działalność kosmiczna w tym regionie ma się szybko rozwijać w ciągu następnej dekady, napędzając nową rundę globalnej konkurencji”. Infrastruktura będzie wspierać różne misje kosmiczne, zapewniając dokładne usługi pozycjonowania, nawigacji i pomiaru czasu (PNT), niezbędne zarówno dla misji załogowych, jak i robotycznych.

Budowa tej infrastruktury ma kluczowe znaczenie dla Długoterminowe plany Chin cele w eksploracji kosmosu. Sieć ma na celu zapewnienie kompleksowych usług w zakresie komunikacji, nawigacji i transmisji danych, zapewniając, że misje księżycowe mogą być prowadzone z wysoką precyzją i niezawodnością. Możliwość utrzymania komunikacji i nawigacji w czasie rzeczywistym będzie kluczowa dla sukcesu przyszłych eksploracji księżyca i potencjalnych wysiłków kolonizacyjnych.

Etapy rozwoju

Rozwój infrastruktury okołoksiężycowej zaplanowano w trzech etapach, z których każdy będzie bazował na poprzednim, aby stworzyć solidną i niezawodną sieć:

Etap początkowy:Ten etap koncentruje się na wspieraniu misji księżycowych robotycznych i załogowych za pomocą pary satelitów na eliptycznych orbitach księżycowych i stacji kontrolnej na powierzchni Księżyca. Ten początkowy system umożliwi komunikację z regionem bieguna południowego Księżyca dla co najmniej 10 użytkowników jednocześnie. Położy podwaliny pod bardziej złożone operacje i ustanowi podstawowe kanały komunikacji potrzebne do misji księżycowych.

Etap rozbudowy:W tej fazie 10 satelitów będzie krążyć wokół Księżyca, Ziemi i określonych lokalizacji znanych jako punkty Lagrange’a Ziemia-Księżyc. Zostanie utworzona druga naziemna stacja księżycowa, aby zwiększyć szybkość transmisji danych do 5 gigabajtów na sekundę i zwiększyć dokładność nawigacji do 100 metrów dla regionu bieguna południowego Księżyca. Ten etap ma na celu rozszerzenie zasięgu i poprawę wydajności sieci, dzięki czemu będzie ona bardziej zdolna do obsługi różnych wymagań misji.

Finałowy etap: Ten etap integruje kompleksową sieć 30 satelitów i trzech naziemnych stacji księżycowych, osiągając szybkość transmisji danych 10 gigabajtów na sekundę. Dokładność nawigacji wzrośnie do 10 metrów dla aktywności na powierzchni Księżyca i 50 metrów dla podróży między Ziemią a Księżycem. System interferometrii Very Long Baseline będzie śledził statki kosmiczne na odległości do 900 milionów kilometrów z dokładnością poniżej kilometra, wspierając misje głębokiego kosmosu na Jowisza i dalej. „Nasze badanie przedstawiło mapę drogową, aby krok po kroku złożyć taką konstelację, rozszerzając jej zasięg z regionu bieguna południowego Księżyca na cały Księżyc” — powiedział Peng Jing, zastępca głównego projektanta chińskiej misji Chang’e-5.

Lunar GPS: System nawigacji o wysokiej precyzji

Oprócz sieci komunikacyjnej chińscy naukowcy planują stworzenie wokół księżyca satelitarnego systemu nawigacyjnego, często nazywanego GPS księżycowy. System ten zapewni usługi lokalizacyjne o wysokiej precyzji, poprawiając nawigację i dokładność pozycjonowania dla ruchów powierzchni Księżyca, lądowań i startów.

Ten system nawigacyjny będzie rozwijany w trzech fazach i będzie rozmieszczał satelity na czterech typach orbit. Celem jest utrzymanie zrównoważonego i opłacalnego projektu, który zapewnia niezawodne pokrycie i wysoką dokładność. Peng Jing wyjaśnił znaczenie tego systemu: „Konstelacja satelitów w przestrzeni bliskiej księżycowi może zapewnić nawigację i pozycjonowanie w czasie rzeczywistym, o wysokiej precyzji, w celu przemieszczania się po powierzchni księżyca, lądowania i startu, a także wspierać eksplorację księżyca przez człowieka o wysokiej częstotliwości w dłuższej perspektywie”.

Ten GPS księżycowy będzie kluczowy dla sukcesu przyszłych misji księżycowych. Dostarczając precyzyjne dane nawigacyjne, pomoże zapewnić bezpieczne lądowania, wydajne operacje na powierzchni i niezawodne podróże powrotne. Wysokoprecyzyjne usługi systemu będą również niezbędne do badań naukowych, wydobywania zasobów i potencjalnych działań osadniczych na księżycu.

Międzynarodowa konkurencja i współpraca

Koncepcja infrastruktura kosmiczna okołoksiężycowa zyskuje popularność na całym świecie, a USA, Europa i Japonia również proponują podobne systemy, aby wesprzeć swoje ambicje eksploracji Księżyca. Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych opracowują system patrolu autostradowego Cislunar, aby wykrywać, śledzić i identyfikować sztuczne obiekty w odległościach księżycowych.

Inicjatywa Chin ma na celu ustanowienie przewagi konkurencyjnej w powstającej gospodarce cislunarnej i wsparcie aspiracji kraju jako potęgi kosmicznej. Proponowana infrastruktura ma na celu uniknięcie powtarzalnej budowy i optymalizację alokacji zasobów na przyszłe misje, w tym załogowe lądowania na Księżycubudowę międzynarodowej stacji badawczej na Księżycu oraz misje eksploracyjne na zewnętrzne obszary Układu Słonecznego.

W odpowiedzi na rosnące zainteresowanie infrastruktura okołoksiężycowamiędzynarodowa współpraca może również odegrać kluczową rolę. Dzielenie się technologią, danymi i najlepszymi praktykami może zwiększyć skuteczność i wydajność wysiłków związanych z eksploracją Księżyca. Projekty współpracy mogą prowadzić do bardziej zrównoważonych i korzystnych dla obu stron rezultatów, wzmacniając ducha współpracy w pokojowym wykorzystaniu przestrzeni kosmicznej.