鵝橋2号：月の「郵便配達員」はどうやって地球と「チャット」するのでしょうか？

地球と月の裏側は、常に向かい合っていて直接コミュニケーションをとることができない 2 人の「頑固な老人」のようなものだということをご存知ですか?通信を可能にするために、科学者たちは「中継衛星」と呼ばれる巧妙な装置を発明しました。これは、情報を届けるために宇宙に浮かぶ「郵便配達員」のようなものです。

我が国が最近打ち上げた鵲橋2号中継衛星もその一つです。これは、月の裏側にある探査機に情報を送信することに特化した、月軌道上に構築された「通信塔」のようなものです。では、鵲橋2号はどのようにして地球や月の裏側と通信するのでしょうか?

敏感な「耳」：高利得アンテナ

鵲橋2号は超かっこいい「金色の傘」を持っていますが、それは普通の傘ではなく、直径4.2メートルの展開式アンテナです。それは敏感な「耳」のようなものです。このアンテナは、地球と月の裏側からの微弱な信号を集中させ、探査機の受信機に送信することができます。 「鵲橋2号」には、直径0.6メートルのS/Kaデュアルバンドパラボラアンテナも搭載されている。この構成により、中継衛星は異なる周波数帯域でデータを効率的に送受信できるようになります。

Queqiao-2が使用する周波数帯：S/Kaデュアルバンド

周波数帯域といえば、これは専門用語です。簡単に言えば、周波数帯域は信号伝送のための「チャネル」です。 Queqiao-2 は、電話をかけるときに異なる通信事業者を選択できるのと同じように、複数の周波数帯域を使用します。周波数帯域によって特性や利点が異なり、信号をより遠く、より安定して送信できます。

鵲橋2号は通信にS/Kaデュアル周波数を使用しており、Sバンドは地球との通信に使用され、Kaバンドは月の裏側にある探査機との通信に使用されます。 S バンドは周波数範囲が 2 ～ 4 GHz で、波長が長く、浸透性も高いため、地球と月の間の長距離通信に適しています。 Ka バンドの周波数範囲は 10.7～12.75 GHz で、波長が短く帯域幅が広いため、より多くの情報を伝送できます。

S バンドは、ゆっくりと物語を語るおじいさんの周波数のようなものです。比較的安定していて信頼性が高く、制御コマンドや緊急性の低い科学データを送信するのに適しています。たとえば、月面探査車に「今日は家族写真を撮るのを忘れないで」という心温まるリマインダーを送信するのと同じです。

Ka バンドは超高速のスーパーカーのようなものです。月面の高解像度の写真や動画など、大量のデータを送信するために使用されます。これは、探査機が撮影した美しい月面の風景を、地球の故郷にすぐに届けることができる緊急速達のようなものだ。

Queqiao-2 の S/Ka デュアルバンドパラボラアンテナは、2 つの異なる「マイク」と「ヘッドフォン」のようなものです。 1 つは母なる地球の指示を注意深く聞くために使用され、もう 1 つは月面の「探検家」に大声で素早く伝えるとともに、月からの物語を地球に持ち帰るために使用されます。このように、情報の多寡や緊急性、遅さに関わらず、鵲橋2号は柔軟に対応し、月と地球間の通信がスムーズかつ効率的であることを確保します。

強力な「メガホン」：高出力送信機

地球や月面裏の探査機に情報を明瞭に送信するため、鵲橋2号には強力なマイクロ波信号を発信できる高出力送信機が搭載されている。長距離伝送後でも十分な信号強度を維持できます。

エラー訂正「パスワード」：情報の完全性を確保する

送信プロセス中に、マイクロ波信号はさまざまな干渉を受け、情報の歪みが生じる可能性があります。この問題を解決するために、科学者たちは信号に前方誤り訂正コードと呼ばれる特別な「コード」を追加しました。このコードは、送信プロセス中に発生するエラーを検出して修復できる一連のチェックポイントのようなもので、情報が地球や月の裏側にある探査機にそのまま送信されることを保証します。

結論: 探索を続ければ、決して一人になることはない

鵲橋2号は、嫦娥6号、嫦娥7号、嫦娥8号の月裏側探査機に信頼性の高い通信リンクを提供し、これらの探査機による科学的探査と研究を支援し、月の裏側のさらなる謎の解明に貢献します。

出典：重慶ラジオ科学普及体験センター

監査専門家：楊耀輝

声明: オリジナルコンテンツと特別な注記を除き、一部の写真はインターネットから引用したものです。これらは商業目的ではなく、科学普及資料としてのみ使用されます。著作権は原作者に帰属します。著作権侵害があった場合は削除いたしますのでご連絡ください。