p A sonda Chang'e-4 da China marcou o primeiro pouso suave de uma espaçonave no outro lado da Lua, que sempre está voltado para longe da Terra. Para se comunicar com as estações terrestres, Chang'e-4 depende de Queqiao, um satélite de comunicação relé que orbita um ponto atrás da Lua e faz uma ponte entre a Terra e o Chang'e-4. Em uma revisão recente, os pesquisadores explicam o projeto do Queqiao e descrevem o futuro dos sistemas de comunicação de relé lunar. p Por causa de um fenômeno chamado bloqueio gravitacional, a Lua sempre está voltada para a Terra do mesmo lado. Isso provou ser útil nas primeiras missões de pouso lunar no século 20, como sempre houve uma linha de visão direta para radiocomunicações ininterruptas entre as estações terrestres terrestres e equipamentos na lua. Contudo, o bloqueio gravitacional torna a exploração da face oculta da lua - o lado oposto - muito mais desafiador, porque os sinais não podem ser enviados diretamente através da Lua em direção à Terra.

p Ainda, em janeiro de 2019, A sonda lunar da China, Chang'e-4, marcou a primeira vez que uma espaçonave pousou do outro lado da lua. Tanto o módulo de pouso quanto o rover lunar que ele carregava coletaram e enviaram imagens e dados de áreas até então inexploradas. Mas como a sonda Chang'e-4 se comunica com a Terra? A resposta é Queqiao, um satélite de comunicação de retransmissão, explica o Dr. Lihua Zhang da DFH Satellite Co., Ltd., China.

p Conforme explicado pelo Dr. Zhang em um artigo de revisão publicado recentemente em Espaço:Ciência e Tecnologia , Queqiao é um satélite sem precedentes projetado especificamente para um propósito:atuar como uma ponte entre a sonda Chang'e-4 e a Terra. O Queqiao foi lançado em 2018 e colocado em órbita em torno de um ponto "atrás" da lua. Este ponto é conhecido como ponto de Libertação Terra-Lua 2, onde um caso especial de equilíbrio gravitacional permite que Queqiao mantenha uma órbita tal que tenha uma linha de visão direta quase constante com o outro lado da Lua e da Terra. Colocar o satélite nesta órbita peculiar exigiu um planejamento cuidadoso e gerenciamento de manutenção, e o sucesso desta operação abriu um precedente para futuras tentativas de colocar satélites em órbita ao redor de outros pontos de libração Terra-Lua.

p De seu lugar estável no espaço, Queqiao ajudou a guiar as operações de pouso suave e de superfície da sonda Chang'e-4 e tem sido nosso intermediário desde então. O satélite está equipado com dois tipos diferentes de antenas:Uma antena parabólica e várias antenas espirais. O antigo, que tem um grande diâmetro de 4,2 m, foi projetado para enviar e receber sinais na banda X (7-8 GHz) de e para o rover e o módulo de pouso na superfície da lua. Seu grande tamanho está relacionado aos níveis de ruído esperados e à baixa intensidade das transmissões que são enviadas pelos equipamentos de superfície.

p Por outro lado, as antenas espirais operam na banda S (2-4 GHz) e se comunicam com as estações terrestres, envio de comandos para o equipamento da superfície lunar e troca de telemetria e dados de rastreamento. Mais notavelmente, todos esses links diferentes podem transmitir e receber simultaneamente, tornando Queqiao altamente versátil. O artigo de revisão aborda outras considerações importantes de projeto para Queqiao e futuros satélites retransmissores, como o uso de encaminhamento regenerativo, as várias taxas de dados de link envolvidas, e sistemas de armazenamento de dados para quando nenhuma estação terrestre estiver acessível.

p Mais de dois anos de exploração, uma grande quantidade de dados foi recebida do rover e do módulo de pouso por meio de Queqiao. "Cientistas na China e em outros países realizaram análises e pesquisas com base nos dados recuperados, e eles produziram resultados científicos valiosos. Quanto mais longa a vida operacional do Queqiao, mais resultados científicos serão alcançados, "comenta o Dr. Zhang. Com base nas previsões atuais, Queqiao deve ser operável em órbita de missão por pelo menos cinco anos.

p O Dr. Zhang também abordou as perspectivas de futuras missões lunares e como os sistemas de comunicação de retransmissão devem evoluir para apoiá-las. Muitas áreas inexploradas na Lua, como a maior cratera do Pólo Sul, chamar vários satélites de retransmissão para manter links de comunicação constantes, o que representa um desafio caro e demorado. Mas e se os satélites retransmissores fossem adequados para mais de uma missão? "Uma infraestrutura de comunicação e navegação sustentável deve ser estabelecida para beneficiar todas as missões lunares, em vez de lidar com cada missão de forma independente, "comenta o Dr. Zhang." Esta infraestrutura deve adotar uma arquitetura aberta e extensível e fornecer flexibilidade, interoperável, com suporte cruzado, e serviços de comunicações compatíveis, que são essenciais para o sucesso de futuras explorações lunares. "É provável que empreendimentos futuros no outro lado da Lua sejam um teste de quão bem podemos cooperar para desvendar os segredos de nosso satélite natural.