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 Queqiao衛星のレンダリング | |
| ミッションタイプ | 通信中継 電波天文学 |
|---|---|
| オペレーター | CNSA |
| コスパーID | 2018-045A |
| SATCAT番号 | 43470 |
| ミッション期間 | 計画: 5年 6年 6ヶ月 1日 (進行中) |
| 宇宙船の特性 | |
| バス | キャスト100 [1] |
| メーカー | DFHサテライトカンパニー株式会社 |
| 打ち上げ質量 | 448.7キログラム（989ポンド）[1] |
| 乾燥質量 | 325キログラム（717ポンド） |
| 寸法 | 衛星：1.4 × 1.4 × 0.85 m [1] アンテナ：直径4.2メートル（14フィート）[1] |
| 力 | 800W [1] |
| ミッション開始 | |
| 発売日 | 2018年5月20日 21:28 UTC [2] |
| ロケット | 長征4C [2] |
| 発射場 | 西昌 LC-3 [2] |
| 軌道パラメータ | |
| 参照システム | ハロー軌道 |
| 地球-月L2点探査機 | |
| 軌道投入 | 2018年6月14日[3] |
| 鵝橋衛星 | |
鵲橋中継衛星（中国語：鹊桥号中继卫星、ピンイン： Quèqiáo hào zhōngjì wèixīng、直訳すると「鵲橋中継衛星」）は、中国の月探査計画のための通信中継衛星および電波天文衛星のペアのうちの最初のものである。中国国家宇宙局（CNSA）は、2018年5月20日に鵲橋中継衛星を地球-月L 2ラグランジュ点の周りのハロー軌道に打ち上げた[4] [5]鵲橋は、この場所にある最初の通信中継衛星および電波天文衛星である。 [3]
鵲橋（「かささぎ橋」）という名前は、中国の故事『牛飼いと織女』に触発され、そこから来ています。[4]
設計と開発
鵲橋は、中国の宇宙計画のための深宇宙電波天文台であると同時に、月の裏側に向かう嫦娥4号ミッションの通信中継として機能するように設計された。[4] [6] [7]
月の裏側では地球との直接通信は不可能である。なぜなら通信が月に遮られるからである。通信は通信中継衛星を経由する必要があり、その衛星は着陸地点と地球の両方が見通せる場所に設置されている。円軌道は簡単に実現できるが、衛星が着陸機や地球から定期的に見えなくなる。複数の衛星を並べれば、費用とリスクは大きくなるが、この問題を解決できる。この点を考慮すると、月自体の周りではなく、月の裏側にある地球-月系の平衡点 (L 2 ) の周りを周回する衛星の軌道に衛星を配置することが魅力的な選択肢となる。[8]
平衡点付近の軌道の種類には、リャプノフ軌道、ハロー軌道、リサージュ軌道、および準ハロー軌道がある。リャプノフ軌道は月の背後を通過するため、地球との通信機会が長期間制限されるため、考慮されなかった。リサージュ軌道はハロー軌道よりも軌道維持の必要性が低いが、時折月の背後を通過するという欠点がある。準ハロー軌道と共有される非周期性により、アンテナと太陽電池アレイの指向を維持することがさらに複雑になる。したがって、軌道維持の費用が大きくなるハロー軌道が選択された。[8]
アポロ計画の月の裏側への通信中継衛星としてのL2ハロー軌道は、 1966年にロバート・W・ファーカーによって初めて提案された。[9]結局、アポロ計画では中継衛星は打ち上げられなかった。[10]それ以来、数多くの宇宙船が地球-太陽系のハロー軌道で運用されてきたが、[11]中国はファーカーの当初の構想である地球-月L2点のハロー軌道上の通信中継衛星を実現した最初の国であった。[12]
この衛星は嫦娥2号の設計に基づいている。[13]アルミハニカムサンドイッチプレート構造のCAST100小型衛星バスといくつかの3Dプリント部品を使用している。[1]
月面との通信は、深宇宙探査衛星に使用される最大のアンテナである高利得4.2メートル（14フィート）の展開式パラボラアンテナを使用して、Xバンドで行われます。 [14]月リンクは、フォワードリンクでPCM / PSK / PM変調を使用し、バックワードリンクでBPSKを使用します。着陸船とローバーのフォワードリンクデータレートは125ビット/秒です。リターンリンクのデータレートは、着陸船で最大555 kbit/秒、ローバーで最大285 kbit/秒です。地球へのデータ送信は、最大10 Mbit/秒のデータレートで単一の中利得ヘリックスアンテナを使用して、BPSK変調モードでSバンドで動作します。[1] [15]
ミッション
2018年5月20日、嫦娥4号ミッションの数ヶ月前に、鵲橋は中国の西昌衛星発射センターから長征4Cロケットで打ち上げられた。[2]宇宙船は燃料を節約するために月の重力アシストを利用し、L2に到達するのに24日かかった。 [3] 2018年6月14日、鵲橋は最終調整燃焼を終え、月から約65,000キロメートル（40,000マイル）のミッション軌道に入った。これは、この場所に配置された最初の月中継衛星である。[3]
通信中継装置に加えて、鵲橋は初期宇宙からの微弱な電波信号を検出する電波天文学実験であるオランダ-中国低周波探査機（NCLE）を搭載している。[16]この装置は、宇宙天気の研究やL 2の電波背景環境の特徴付けなど、低周波電波領域での幅広い観測を行うことを目的としています。月の裏側は、地球から来る人工の無線周波数干渉から機器を遮ることができるため、電波天文学にとって理想的な環境です。鵲橋の主なミッションは、機器を常に地球の視線方向に保ち、主要な通信中継ハードウェアからの電波干渉にさらすことですが、NLCEで蓄積された経験とデータは、将来の深宇宙電波天文学機器の先駆者として役立ちます。[5] NLCEは2019年11月27日にアンテナの展開に成功しました。 [17]
鵲橋には、天津重力波観測所プロジェクトのパイロット研究として、中山大学が開発したレーザー反射鏡も取り付けられている。[18]
科学用超小型衛星のペア、龍江1号と龍江2号が、副次的なペイロードとして鵲橋とともに打ち上げられた。超小型衛星の重量はそれぞれ45kg、大きさは50x50x40センチメートルである。[19]ハルビン工業大学で開発された超小型衛星は、300x3000kmの軌道を編隊飛行し、超長波長天文干渉測定を行うことになっていた。[20]龍江1号は月周回軌道投入直後に連絡が取れなくなったが、龍江2号は5月25日に高度350x13700kmの月周回軌道に正常に投入された。龍江2号にはキング・アブドゥルアズィーズ科学技術都市から提供された超小型光学カメラが搭載されており、地球と月面のカラー画像を送信した。[19] 2019年1月24日、龍江2号はミッション終了操作を行い、近点高度を500kmまで下げた。軌道は重力の摂動により徐々に低下し、2019年7月31日14時20分（UTC）に月面の裏側に衝突した。[20]
国際協力
中国とオランダのラドバウド大学は、電波天文学実験であるオランダ・中国低周波探査機（NCLE）で協力した。[17]中国はまた、 NASAからの要請に応じて、嫦娥4号探査機と鵲橋中継衛星を将来の米国の月探査ミッションに使用することに同意した。 [21]
参考文献
- ^ abcdefg Zhang, LiHua; Xiong, Liang; Sun, Ji; Gao, Shan; Wang, XiaoLei; Zhang, AiBing (2019-02-14). 「嫦娥4号月面裏側探査ミッション向け中継通信衛星「鵲橋」の技術的特徴」.中央科学技術誌（中国語）. 49 (2): 138–146. doi : 10.1360/N092018-00375 . ISSN 2095-946X. S2CID 88483165.
- ^ abcd Barbosa, Rui; Bergin, Chris (2018-05-20). 「Queqiao中継衛星、Chang'e-4月探査ミッションに先駆けて打ち上げ」NASASpaceFlight.com。2020年11月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年10月17日閲覧。
- ^ abcd Xu, Luyuan (2018年6月15日). 「中国の月面中継衛星はいかにして最終軌道に到達したか」. 惑星協会. 2018年10月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ abc Wall, Mike (2018年5月18日). 「中国、日曜に月の裏側に向けて中継衛星を打ち上げる」Space.com。2018年5月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ ab "Queqiao". NASA .
- ^ エミリー・ラクダワラ（2016年1月14日）「中国の月探査ミッションの最新情報」惑星協会。2016年4月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2016年4月24日閲覧。
- ^ ジョーンズ、アンドリュー（2018年4月24日）。「嫦娥4号の月の裏側衛星、天の川を渡る恋人たちの民間伝承にちなんで「カササギ橋」と命名」GBTimes。2018年4月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2018年4月28日閲覧。
- ^ ab ウー、ウェイレン;唐、玉華。張、麗華。喬、東 (2017-12-12) 「月の裏側軟着陸を支援する通信中継ミッションの設計」。科学 中国情報科学。61 (4): 040305.土井:10.1007/s11432-017-9202-1。ISSN 1869-1919。S2CID 22442636。
- ^ Robert Farquhar ( 1966)。「共線秤動点付近での軌道維持と月面通信問題への応用」AAS 科学技術シリーズ: 宇宙飛行力学専門家シンポジウム。11 : 519–535。詳細は、Farquhar, RW：「天秤点衛星の制御と使用」、博士論文、スタンフォード大学航空宇宙学部、スタンフォード、カリフォルニア州、1968 年、103、107 ～ 108 ページを参照。
- ^ Schmid, PE (1968 年 6 月). 「月の裏側通信衛星」(PDF) . NASA . 2008 年 7 月 16 日閲覧。
- ^ DW ダナムおよび RW ファーカー:「Libration-Point Missions 1978-2000」、Libration Point Orbits and Applications、パラドール ダイグアブラバ、ジローナ、スペイン、2002 年 6 月
- ^ Xu, Luyuan (2018-06-15). 「中国の月面中継衛星が最終軌道に到着するまでの経緯」惑星協会。
この場所に到達した初の月面中継衛星です。
- ^ 将来の中国の月探査ミッション：嫦娥4号 - 裏側の着陸機とローバー。デイビッド・R・ウィリアムズ、NASAゴダード宇宙飛行センター。2018年12月7日。
- ^ "鹊桥号発信成功将成世界首颗连通地月中继卫星". 2018年5月21日。 2018-05-27 のオリジナルからアーカイブ。2018年5月26日に取得。
- ^ 嫦娥4号中継衛星、鵲橋：地球と謎の月裏側を結ぶ架け橋 2018年5月21日アーカイブ、Wayback Machine。徐、陸燕、惑星協会。2018年5月19日。2018年5月20日閲覧。
- ^ ヴェッキオ、アントニオ;ベンタム、マーク。ファルケ、ヘイノ。ブーンストラ、アルバート＝ヤン。ピン、ジンソン。チェン、リンジエ。マーク・クライン・ウォルト。ブリンケリンク、クリスチャン。イェローン、ロッテヴェール。プールシャガギ、ハミド。カラパクラ、スカンス（2021-01-01）。 「オランダ・中国低周波探査機（NCLE）」。第43回COSPAR科学総会。 1月28日から2月4日まで開催。43 : 1525。Bibcode :2021cosp...43E1525V。
- ^ ab Bartels, Meghan (2019年12月2日). 「電波望遠鏡が月の裏側に3つのアンテナを展開」. Space.com .
- ^ リス (2018-05-20). "鹊桥号启程，為嫦娥四号登陆月球背面架设通信桥梁".果壳网。 2019-01-04 のオリジナルからアーカイブ。2019年1月4日に取得。
- ^ ab 「中国の衛星が月軌道から地球の新たな姿を捉える」惑星協会。 2021年10月17日閲覧。
- ^ ab 「月周回衛星龍江2号が月に衝突」惑星協会。 2021年10月17日閲覧。
- ^ ニーダム、カースティ（2019年1月19日）。「赤い月が昇る：中国の裏側へのミッション」シドニー・モーニング・ヘラルド。
