Do monitorowania ruchu satelitów naukowcy wykorzystują laserowe pomiary odległości do satelitów. Nanosekundowe impulsy laserowe emitowane są z Ziemi w kierunku przelatującego nad naszymi głowami satelity. Po dotarciu do satelity wiązka laserowa odbija się od specjalnego odbłyśnika i wraca do Ziemi. Pomiar opóźnienia daje nam możliwość ustalenia odległości z dokładnością do kilku centymetrów. W przypadku satelitów znajdujących się na orbicie okołoziemskiej takie pomiary można wykonywać zarówno w dzień, jak i w nocy.
Warto jednak pamiętać, że zarówno Stany Zjednoczone, jak i Chiny intensywnie pracują nad rozbudową infrastruktury satelitów na orbicie wokół Księżyca, która z kolei ma być prekursorem infrastruktury powierzchniowej, a z czasem także załogowych baz na powierzchni Księżyca. Siłą rzeczy zatem trzeba zakładać, że liczba satelitów krążących wokół Księżyca także będzie bardzo szybko rosła. Jak by nie patrzeć, kiedy astronauci polecą na Księżyc na dłużej, będą potrzebowali systemów komunikacji satelitarnej, nawigacji satelitarnej i wielu innych.
Czytaj także: Chiny opublikowały wideo przedstawiające przyszłą bazę księżycową. Coś w nim jednak nie pasuje
Problem w tym, że Księżyc oddalony jest od nas o 360 000 kilometrów. Z takiej odległości można oczywiście prowadzić laserowe pomiary, ale tylko w ciągu nocy. Tutaj precyzja celowania musi być nieporównanie większa od tej, której wymagają pomiary satelitów na orbicie okołoziemskiej.
Jak się jednak okazuje, Chiny dokonały właśnie przełomowego osiągnięcia. Naukowcom z Laboratorium Eksploracji Głębokiego Kosmosu (DSEL) udało się wykonać laserowy pomiar odległości między Ziemią a sondą znajdującą się w 1/3 odległości do Księżyca i to w ciągu dnia. Celem wiązki laserowej wyemitowanej 26 i 27 kwietnia stała się sonda Tiandu-1 znajdująca się w odległości 130 000 kilometrów od Ziemi.
Tiandu-1 to jeden z trzech satelitów wystrzelonych w marcu 2024 r. w ramach chińskiego programu budowy kompleksowego systemu komunikacji i nawigacji układu Ziemia-Księżyc. Obok Tiandu-2 i większego satelity przekaźnikowego Queqiao-2, Tiandu-1 odgrywa kluczową rolę w testowaniu infrastruktury niezbędnej do przyszłej eksploracji Księżyca.
Mówimy tu o naprawdę wysokiej precyzji. Trafienie w szybko przemieszczającą się sondę z odległości 130 000 km odpowiada trafieniu w ludzki włos z odległości 10 kilometrów. Osiągnięcie takiego poziomu precyzji w ciągu dnia znacznie zwiększa liczbę możliwości zbierania danych orbitalnych z sondy Tiandu-1, usprawniając śledzenie i zwiększając możliwości pozycjonowania obiektów w całym układzie Ziemia-Księżyc.
Czytaj także: Chiny ogłaszają tajemnice z próbek z niewidocznej strony Księżyca. Zaskakujące odkrycie
Warto tylko podkreślić, że to wciąż dopiero wstęp do budowy znacznie bardziej skomplikowanej konstelacji Queqiao, która ma stać się swoistą kosmiczną siecią zapewniającą nieprzerwaną komunikację, precyzyjny pomiar czasu i autonomiczną nawigację na potrzeby przyszłych misji księżycowych. Możliwości te będą miały kluczowe znaczenie dla obsługi operacji robotycznych i załogowych na Księżycu. Czasu na jej budowę nie ma za dużo, bowiem Chiny wciąż utrzymują, że pierwsi Chińczycy staną na Srebrnym Globie do 2030 roku, już w 2035 roku rozpocznie się budowa chińsko-rosyjskiej bazy załogowej na południowym biegunie Księżyca.
W najbliższym czasie naukowcy z DSEL planują zwiększyć częstotliwość pomiarów laserowych także na większe odległości, a z czasem zintegrowanie systemu z rutynowymi operacjami prowadzonymi w przestrzeni kosmicznej.