Tianlian Relay Satellite

Den Tianlian relé satellitt ( kinesisk 天鏈系列中繼衛星 / 天链系列中继卫星, Pinyin Tianlian Xìliè Zhongji Weixing , bokstavelig talt "sky-kjeden") er et system av grovt fordelt rundt ekvator releet satellittene i geostasjonære baner , som ved den National Space Agency og Office for Bemandet romfart i Folkerepublikken Kina drives i fellesskap og tjener til å kommunisere med romfartøy i nær jorda.

historie

Allerede i 1970, som en del av Shuguang -prosjektet , under inntrykk av NASAs Spacecraft Tracking and Data Acquisition Network, som den gang utelukkende besto av bakkestasjoner, foreslo kinesiske forskere å lansere relé -satellitter for kommunikasjon med det planlagte romskipet. Shuguang -romskipet kom aldri utover en modell laget av tre og papp, og konseptet med geostasjonære stafett -satellitter var langt utenfor de tekniske mulighetene i Kina på den tiden - den eksperimentelle satellitten Dong Fang Hong I hadde nettopp blitt brakt inn i en bane på 439 × 2384 kilometer. I årene som fulgte gjorde imidlertid kinesisk romfart fremgang. 8. april 1984 satte Dong Fang Hong 2-2 en kommunikasjonssatellitt i geostasjonær bane for første gang, og etter at Folkerepublikken Kinas bemannede romfartsprogram ble godkjent 21. september 1992 , startet det kinesiske akademiet for romteknologi under 9. Femårsplanen (1996–2000) med de første studiene for stafettsatellitter. I januar 2003 ble utviklingen av systemet bestående av flere satellitter av typen "Tianlian 1" offisielt startet.

Satellittene utviklet under ledelse av Wang Jiasheng ((, * 1943) var basert på selskapets litt modifiserte DFH-3-buss , nå kalt "DFH-3A", slik den var med Chang'e-1 og Chang månesonder 'e-2 ble brukt. De var ikke bare ment som relé -satellitter for Shenzhou -romskipene, men også for dataoverføring, bane -sporing og kontroll av satellitter i middels og lave baner . Siden disse romfartøyene beveger seg med relativt høy hastighet, mens relésatellitten forblir statisk i forhold til jorden, og det også var nødvendig med høye dataoverføringshastigheter, var utviklingsarbeidet ikke lett. 25. april 2008 ble Tianlian 1A, den første satellitten i serien, endelig lansert og plassert i en geostasjonær bane på 77 ° østlig lengde. Nyttelastvekten til 2100 kg satellitt var 306 kg, noe som var ny rekord for denne bussen.

Mens romreisende i Shenzhou 5 (2003) og Shenzhou 6 (2005) oppdrag bare var i stand til å kommunisere med Beijing Space Control Center via bakkestasjonene og spore sporingsfartøyer til det kinesiske romfartsnettverket i omtrent 12% av tiden , den utfordrende Shenzhou 7-Mission , som det var planlagt et eksternt oppdrag for , dekket nå mer enn halvparten av en 90-minutters bane, dvs. en økning fra 10 til 50 minutter. I september 2008 sendte romfartøyet Shenzhou 7, som sirklet jorden rundt litt over 300 km, bildene av Zhai Zhigangs romvandring osv. Til satellitten i nesten 36 000 km høyde , som sendte dem videre til Beijing romkontrollsentral. Den neste satellitten i systemet, Tianlian 1B , ble skutt opp 11. juli 2011 og plassert på 171,1 ° østlig lengdegrad. Godt tre måneder senere, 29. september 2011, ble romlaboratoriet Tiangong 1 lansert, etterfulgt av det ubemannede romfartøyet Shenzhou 8 31. oktober 2011 , som ble utført dokkingmanøvrer. Under den manuelle dockingmanøveren utført av Liu Wang 24. juni 2012 med Shenzhou 9 , spilte de to satellittene også en nøkkelrolle i posisjonsbestemmelse og dataoverføring.

Med starten på Tianlian 1C 25. juli 2012 med en posisjon 20.4 ° øst, ble konstruksjonen av systemet opprinnelig fullført. Selve DFH-3A-satellittbussen har en levetid på 12 år, men de Tianlian-satellittene er bare sertifiserte for en levetid på seks år. Derfor ble Tianlian 1D-satellitten 22. november 2016, mer enn åtte år etter Tianlian 1A, lansert for å erstatte den tidligere. I utgangspunktet opererte de fire satellittene likevel sammen. I mellomtiden har Tianlian 2A overtatt fra Tianlian 1A i samme stilling, Tianlian 1D erstatter Tianlian 1B (per 2021).

Tianlian 1E, lansert 6. juli 2021, ble opprinnelig ført inn i en supersynkron overføringsbane på 200 km × 41.991 km, tilbøyelig med 17,5 ° til ekvator. Denne spesielle varianten av en geotransferbane , der det lengste punktet fra jorden ligger langt utenfor de 36.000 km geostasjonære bane, har fordelen at satellitten trenger mindre drivstoff for å nå sin endelige posisjon. For å gjøre dette trenger du imidlertid en kraftigere bærerakett som gir den høyere hastighet. I dette tilfellet ble det brukt en CZ-3C / E , den andre fasen er utstyrt med en motor som er 20 prosent kraftigere enn den vanlige CZ-3C.

Misjonsprofil

I mellomtiden har neste generasjon relésatellitter - Tianlian 2 - blitt utviklet på grunnlag av DFH-4-bussen til det kinesiske akademiet for romteknologi , som har en levetid på 15 år og en nyttelast på opptil 600 kg. Den første satellitten i serien, Tianlian 2A, ble skutt opp 31. mars 2019 og posisjonert på 80,5 ° østlig lengdegrad. I motsetning til satellittene i Tianlian 1-serien, som fungerer på S-båndet på rundt 2 GHz, overføres data over K a- båndet på mer enn 20 GHz, noe som betyr en dataoverføringshastighet på opptil 100 Mbit / s muliggjør . Dette er dobbelt så raskt som satellittene i forrige serie, noe som betyr at betydelig mer romfartøy kan betjenes samtidig. Disse romskip er ikke bare om bemannede romskip, men fremfor alt Ziyuan (资源) typen jordobservasjonssatellitter , som for eksempel de som brukes i Kina-Brasil Earth Resources Satellite Program .

Dataoverføringshastigheten kan økes ytterligere gjennom ulike forbedringstiltak. Mellom den 17. juni 2021 okkuperte den kinesiske romstasjonen og romoperasjonene Beijing dataoverføringshastigheten for det totale systemet 1,2 Gbit / s, som 5G - mobilradiostandarden tilsvarer. Tidsforsinkelsen mellom romstasjonen og bakken på grunn av flytiden og systemrelaterte forsinkelser er rundt to sekunder når man reiser via de Tianlianske satellittene - en ingeniør må vente fire sekunder før han får svar fra astronautene på et spørsmål. I utgangspunktet var kommunikasjon mellom romstasjonen og romkontrollsenteret mulig i en god 90% av en revolusjon. Etter å ha tatt i bruk de to vitenskapsmodulene med ekstra sidelengs antenner i 2022, bør dette øke til nesten 100%.

I tillegg til dataoverføring - relesatellittene kan også kommunisere med hverandre - brukes også Tianlian-satellittene til å bestemme romfartøyets posisjon. Spesielt hvis de sikter mot høye baner, kan missiler komme inn i et "blint område" som ikke er synlig for bakkestasjonene til Xi'an satellittkontrollsentral . I løpet av denne tiden kan relesatellittene overta overføringen av telemetrodataene. Siden det i dette tilfellet ikke er behov for å spore skip, blir forberedelsestiden for et oppdrag forkortet. Siden ingenting ble overlatt til tilfeldighetene da Mars-sonden Tianwen-1 ble sjøsatt 23. juli 2020, ble relesatellittene Tianlian 1B og Tianlian 2A brukt i tillegg til sporingsskipet Yuan Wang 5.

Den første flyturen av bæreraketten Chang 8 22 desember 2020, fra første gang Kina Electronics Technology Group Corporation utviklet system for sporing, telemetri og kontroll av raketten brukte det på K en bandet fungerer. Missiler av denne typen brukes primært til kommersielle oppskytninger i nord-sør-retninger for å bringe satellitter inn i solsynkrone baner , og fra kosmodromene Jiuquan og Wenchang forlater de raskt området til bakkestasjonene i det kinesiske romfartsnettverket . Siden målet også er å oppnå en høy lanseringstetthet, er bruken av Tianlian-satellittene mer kostnadseffektiv enn for sporingsskip. Fra sin posisjon på 80,5 ° østlig lengde kunne Tianlian 2A overvåke missilet under hele flyet uten problemer 23. juli 2020.

Gjeldende satellittliste

Status: 28. juli 2021

Start (UTC) carrier
rakett
Navn på satellitt		 buss Posisjon
(østlig lengdegrad)		 Katalog nr.
( AFSC )		 COSPAR
navn		 kommentar
25. april 2008 CZ-3C Tianlian 1A DFH-3A 80,2 ° 32779 2008-019A impulsiv
11. juli 2011 CZ-3C Tianlian 1B DFH-3A 171,1 ° 37737 2011-032A reservere
25. juli 2012 CZ-3C Tianlian 1C DFH-3A 20,4 ° 38730 2012-040A
22. nov 2016 CZ-3C Tianlian 1D DFH-3A 177,1 ° 41869 2016-072A
31. mars 2019 CZ-3B Tianlian 2A DFH-4 79,7 ° 44076 2019-017A
06. juli 2021 CZ-3C / E Tianlian 1E DFH-3A 10,7 ° 49011 2021-063A

Fremtidig utvikling

I september 2018 foreslo National Center for Space Science å plassere et system med seks stafetsatellitter i en bane mellom Jorden og Mars rundt solen for fremtidige dype romoppdrag - som også kan brukes av andre land. Starten på prosjektet for denne “Universally Usable Interplanetary Relay Satellite Constellation” (通用 的 星际 中继 通信 卫星 星座) eller UNICON, også kjent som “Communication Satellite Constellation for Deep Space Exploration” (深 空 探测 通信 卫星 星座), var spesifisert i 2020, skulle den første satellitten være i 2025 start.

Individuelle bevis

  1. ↑ 王家胜:数据 中继 卫星 系统 的 研制 与 分析. I: cnki.com.cn. Hentet 21. juli 2020 (kinesisk).
  2. ↑ 冯 贵 年 、 于 志坚:跟踪 与 数据 中继 卫星 系统 的 现状 和 发展. I: cnki.com.cn. Hentet 21. juli 2020 (kinesisk).
  3. ↑ Gunter Dirk Krebs: DFH-3 buss. I: space.skyrocket.de. Tilgang 21. juli 2020 .
  4. ↑ Kina setter opp første romstasjon for romfart datarelé. I: en.people.cn. 2. mai 2008, åpnet 21. juli 2020 .
  5. ↑ 王家胜 院士 ： 架设 天地 链路. I: news.sciencenet.cn. 18. desember 2016, åpnet 21. juli 2020 (kinesisk).
  6. ^ Kina skyter opp stafettsatellitter. I: german.cri.cn. 26. april 2008, åpnet 21. juli 2020 .
  7. ↑ Stephen Clark: Kinesisk datareleirefartøy satt i bane. I: spaceflightnow.com. 25. april 2008, åpnet 21. juli 2020 .
  8. ↑ a b Zhang Han: Kina lanserer ny datarelaysatellitt. I: globaltimes.cn. 1. april 2019, åpnet 22. juli 2020 .
  9. ↑ Tianlian 1-02. I: n2yo.com. Tilgang 21. juli 2020 .
  10. ↑ Tianlian 1-03. I: n2yo.com. Tilgang 21. juli 2020 .
  11. ↑ 张利文 、 孙 自 法:中国 成功 发射 第三 颗 中继 卫星 “天 链 一号 03 星”. I: chinanews.com. 26. juli 2012, åpnet 21. juli 2020 (kinesisk).
  12. W Mark Wade: DFH-3 in the Encyclopedia Astronautica (engelsk)
  13. ↑ 李玉坤:天 链 一号 04 星 发射 成功 我国 我国 中继 星 4 星 共轨. I: bjnews.com.cn. 23. november 2016, åpnet 22. juli 2020 (kinesisk).
  14. ↑ 中国 于 西昌 卫星 发射 中心 使用 长征 三号 丙 运载火箭 成功 将 天 一号 一号 05 星 送入 超 地球 同步 转移 轨道. I: spaceflightfans.cn. 7. juli 2021, åpnet 7. juli 2021 (kinesisk).
  15. ^ Tobias Corbett: Kina lanserer femte Tianlian-1 datarelé og kommunikasjonssatellitt. I: nasaspaceflight.com. 6. juli 2021, åpnet 7. juli 2021 .
  16. ↑ TIANLIAN 2-01. I: n2yo.com. Hentet 22. juli 2020 .
  17. ↑ a b 王海 露:我国 火箭 测控 领域 取得 重大 突破 ， 具备 高 码率 全 程天基 测控 能力. I: spaceflightfans.cn. 23. januar 2021, åpnet 23. januar 2021 (kinesisk).
  18. ↑ 贺喜梅:总书记 同 首批 进驻 我国 天和 核心 舱 的 3 名 航天 员 进行 视频 通话. I: spaceflightfans.cn. 23. juni 2021, åpnet 23. juni 2021 (kinesisk).
  19. ↑ 王家胜:中国 数据 中继 卫星 系统 及其 应用 拓展. I: cnki.com.cn. Hentet 22. juli 2020 (kinesisk).
  20. ↑ 李国利 、 王 然:我国 天 基 测控 系统 团队 完成 多项 技术 状态 准备 静待 天 问 一号 发射. I: xinhuanet.com. 21. juli 2020, åpnet 21. juli 2020 (kinesisk).
  21. ↑ 火星 ， 我们 来 了！！ 号 5 号 船 再次 解缆 起航. I: www.sohu.com. 14. juni 2020, åpnet 22. juli 2020 (kinesisk).
  22. ↑ 王雪 姣:中国 电 科 Ka 天 基 测控 首 秀 ， 看家 本领 再 助力. I: spaceflightfans.cn. 22. desember 2020, åpnet 22. desember 2020 (kinesisk).
  23. ↑ 国家 空间 科学 中心:铺 人类 星际 互联网 让 深 空 不 不 —— 中国 科学家 提出 深 空 探测 通信 卫星 星座 方案. I: sohu.com. 18. september 2018, åpnet 22. juli 2020 (kinesisk).
  24. ↑ 中国 科学家 提出 深 空 探测 通信 卫星 星座 方案. I: news.sciencenet.cn. 18. september 2018, åpnet 22. juli 2020 (kinesisk).