Queqiao 2

Segundo satélite chino de comunicaciones entre la Tierra, la cara oculta y el polo sur de la Luna.

Queqiao 2 es un satélite chino de retransmisión lunar que proporcionó las comunicaciones de Chang’e 6 desde la cara oculta de la Luna y está diseñado para apoyar misiones al polo sur. Lanzado el 20 de marzo de 2024, transporta también instrumentos para estudiar el entorno espacial terrestre y realizar observaciones radioastronómicas.

La rotación sincronizada de la Luna hace que presente aproximadamente el mismo hemisferio hacia la Tierra. En la cara opuesta, la masa lunar bloquea los enlaces de radio directos con las estaciones terrestres. Un satélite retransmisor permite superar esta limitación al establecer enlaces con los vehículos lunares y con la Tierra. En las regiones polares, la baja elevación de la Tierra sobre el horizonte y los obstáculos del relieve también pueden dificultar las comunicaciones.

China desarrolló Queqiao 2 dentro de su programa de exploración de la Luna. Su antecedente, Queqiao 1, fue lanzado en mayo de 2018 para proporcionar comunicaciones al módulo de descenso de Chang’e 4 y al rover Yutu 2. Ese primer satélite utiliza una órbita de halo alrededor del punto de Lagrange L2 del sistema Tierra-Luna, situado más allá de la Luna en dirección opuesta a la Tierra. La trayectoria permite mantener visibilidad de las estaciones terrestres y de los vehículos de la cara oculta durante las operaciones.

Queqiao 2 gira alrededor de la propia Luna en una órbita elíptica. Esta configuración se seleccionó para atender las operaciones de Chang’e 6 y mejorar la cobertura de las regiones meridionales, donde se prevén las actividades de Chang’e 7 y Chang’e 8. Su diseño también contempla el servicio a Chang’e 4 y a otras misiones con sistemas de comunicaciones compatibles.

La nave fue construida por la Academia China de Tecnología Espacial, CAST, sobre la plataforma CAST-2000. Tiene una masa de lanzamiento de aproximadamente 1.200 kg. Sus paneles solares suministran electricidad a los equipos y recargan las baterías. El sistema de propulsión permite modificar la trayectoria y mantener la órbita, mientras que el sistema de control de orientación dirige las antenas hacia los vehículos lunares y las estaciones terrestres.

El equipo de retransmisión dispone de una antena parabólica desplegable de 4,2 m de diámetro para los enlaces con los vehículos lunares y de otra antena orientable de 0,6 m para transmitir datos hacia la Tierra. La antena principal también forma parte del experimento radioastronómico del satélite. La nave fue diseñada para una misión de aproximadamente ocho años.

Los equipos de comunicaciones admiten distintas frecuencias, modos de transmisión y velocidades de datos. Algunas funciones pueden modificarse mediante actualizaciones del software a bordo para adaptar el servicio a diferentes vehículos. El satélite retransmite las órdenes enviadas desde la Tierra y recibe telemetría, que informa del estado de las naves, además de imágenes y otros datos científicos.

La órbita de misión tiene un periodo de aproximadamente 24 horas y pertenece al tipo de órbitas elípticas congeladas. El término «congelada» describe una configuración que limita las variaciones de determinados parámetros orbitales bajo las perturbaciones gravitatorias. No implica que el satélite permanezca fijo sobre una región ni que pueda prescindir de maniobras de mantenimiento. Durante los tramos más alejados de la superficie, su movimiento es más lento, lo que favorece intervalos prolongados de visibilidad de las zonas atendidas.

Esta trayectoria mejora la cobertura del polo sur respecto a la configuración de Queqiao 1 y permite reducir las distancias de determinados enlaces con los vehículos lunares. Para Chang’e 6, el diseño orbital tuvo en cuenta las ventanas de lanzamiento y las necesidades de comunicación durante el descenso, las operaciones en superficie y el ascenso. La disponibilidad de los enlaces depende de la posición del retransmisor, de la ubicación del vehículo lunar y de la visibilidad de las estaciones terrestres.

Queqiao 2 despegó desde Wenchang, en la isla de Hainan, el 20 de marzo de 2024 a las 00:31 UTC mediante un cohete Larga Marcha 8. Tras separarse del lanzador, desplegó los paneles solares y la antena de comunicaciones. Después del viaje hacia la Luna, inició la maniobra de captura el 24 de marzo a las 16:46 UTC. El encendido duró aproximadamente 19 minutos y permitió establecer una primera órbita lunar. Los ajustes posteriores situaron el satélite en su órbita de misión el 2 de abril.

La puesta en servicio incluyó una prueba de comunicaciones con Chang’e 4 el 6 de abril. Los días 8 y 9 se realizaron ensayos con Chang’e 6, todavía en tierra antes de su lanzamiento. El 12 de abril, la Administración Nacional del Espacio de China, CNSA, confirmó que la plataforma y las cargas útiles cumplían los requisitos de funcionamiento.

Posteriormente, Queqiao 2 proporcionó comunicaciones durante las operaciones de Chang’e 6 en la cara oculta. El servicio permitió transmitir órdenes y recibir telemetría y datos durante las fases de actividad lunar que requerían retransmisión. Chang’e 6 completó la recogida y el retorno de las primeras muestras obtenidas en ese hemisferio.

En el mismo lanzamiento viajaron Tiandu 1 y Tiandu 2, dos satélites experimentales de 61 y 15 kg, respectivamente, destinados a verificar tecnologías de comunicaciones y navegación en el entorno lunar. Tiandu 1 incorpora equipos de comunicaciones en banda Ka, un retrorreflector láser y un equipo de encaminamiento de datos. Tiandu 2 transporta equipos de comunicaciones y navegación. Tras viajar unidos, alcanzaron su órbita de misión el 29 de marzo y se separaron el 3 de abril de 2024.

Los experimentos previstos de estos dos satélites incluyen el vuelo en formación, la medición de distancias entre ambos satélites mediante señales de microondas y la medición de distancias desde estaciones terrestres mediante pulsos láser reflejados por el retrorreflector. Estas pruebas están destinadas a evaluar técnicas para una futura red lunar de comunicaciones y navegación, con servicios de retransmisión y posicionamiento para vehículos en órbita y en superficie, incluidas las regiones polares y la cara oculta.

Queqiao 2 incorpora tres cargas científicas. Una cámara de ultravioleta extremo observa en bandas de 30,4 y 83,4 nm para estudiar emisiones del plasma terrestre, un gas formado por partículas cargadas. Estas observaciones permiten investigar la distribución del plasma y sus variaciones en respuesta a la actividad solar.

Un segundo instrumento obtiene imágenes de átomos neutros energéticos. Estas partículas pueden formarse cuando un ion energético captura un electrón de un átomo neutro y pierde su carga eléctrica. A partir de su detección se pueden estudiar a distancia procesos de la magnetosfera, la región dominada por el campo magnético terrestre, y de su prolongación en dirección opuesta al Sol, denominada cola magnética.

El tercer instrumento es LOVEX, un experimento de interferometría de muy larga base Tierra-Luna. Combina las señales recibidas por Queqiao 2 con las registradas por radiotelescopios terrestres, con separaciones entre antenas que pueden alcanzar aproximadamente 380.000 km. La comparación de los registros permite obtener información sobre la estructura y la posición de las fuentes observadas.

Un trabajo científico sobre LOVEX documentó detecciones de franjas interferométricas del cuásar AO 0235+164 y de señales del módulo orbital de Chang’e 6. Las franjas son la respuesta obtenida al correlacionar las señales registradas por antenas separadas. Estas detecciones verificaron el funcionamiento del sistema para combinar observaciones desde la órbita lunar y la Tierra, tanto de fuentes astronómicas como de vehículos espaciales.

En mayo de 2025 se informó de catorce meses de funcionamiento estable de Queqiao 2 y de la realización de observaciones científicas. El satélite está concebido para prestar servicio durante varios años, con el apoyo a Chang’e 7 y Chang’e 8 entre sus funciones previstas.

Referencias y más información:

• Hong, X. et al. Lunar Orbital VLBI Experiment: Motivation, scientific purposes and status. Science China Physics, Mechanics & Astronomy
• Zhou, W. et al. (2024). Matching design of trajectory with Chang’e-6 mission and flighting pratice of Queqiao-2 satellite. Chinese Space Science and Technology