↑↑↑¡La Estrella Final de Beidou se lanzó con éxito! La “Constelación de Beidou” brilla con la sabiduría de Shanghái.

En la mañana del 23 de junio, se lanzó con éxito el último satélite de red global Beidou-3.

Desde su lanzamiento en 2009 hasta el lanzamiento del trigésimo satélite en la actualidad, la finalización del sistema Beidou-3 marca la conclusión exitosa de la estrategia de desarrollo en "tres etapas" para el desarrollo de sistemas de navegación por satélite adecuados a las condiciones nacionales que nuestro país ha estado explorando desde la década de 1980.

Hay 24 satélites Beidou en órbita terrestre media, 3 en órbita geoestacionaria y 3 en órbita geosíncrona inclinada. Casi todos los satélites Beidou que brillan en el cielo representan el arduo trabajo y la contribución de los investigadores científicos de Shanghái.

"Una estrella está conectada, todas las estrellas están conectadas"

Dejemos que los satélites también "hablen con el cielo".

El equipo de desarrollo del sistema de navegación por satélite Beidou de la Academia China de Ciencias en Zhangjiang, Pudong, ha completado el desarrollo y lanzamiento de 12 satélites del sistema Beidou-3. Este sistema se construirá en 2018 y proporcionará servicios globales. La construcción del sistema completo finalizará en 2020 y, además, ofrecerá una nueva solución para la construcción del sistema global de navegación por satélite Beidou de China.

Este año, el equipo cumple diez años. La edad promedio de sus miembros apenas supera los 30 años, lo que lo convierte en un equipo relativamente nuevo en el sector aeroespacial. Esta formidable fuerza aporta una inspiración innovadora a la sólida y destacada investigación y desarrollo de satélites. Durante el desarrollo de Beidou-3, completaron cientos de proyectos clave de investigación tecnológica para aplicaciones satelitales.

▲Los investigadores están realizando mediciones de precisión en el satélite Beidou-3 (Foto cortesía del Instituto de Innovación de Microsatélites de la Academia China de Ciencias).

En el sector aeroespacial existe una regla no escrita que establece que la nueva tecnología utilizada en cada estrella generalmente no supera el 30%, pero este equipo utilizó casi el 80% de la nueva tecnología en la primera estrella de prueba.

Impulsado por la innovación, este joven equipo se propone revolucionar el diseño y la gestión de satélites. Para ello, utiliza tecnologías como la estructura de paneles, el posicionamiento independiente mediante sensores estelares y una arquitectura electrónica integrada de alta densidad funcional. Esta plataforma, denominada "Plataforma Dedicada de Navegación por Satélite de la Academia China de Ciencias", mejora significativamente la adaptabilidad y la escalabilidad de los satélites.

Propusieron un concepto de diseño original de "cadena funcional" para optimizar e integrar al máximo los recursos internos del satélite. Reemplazaron más de 20 computadoras utilizadas originalmente para el control con una computadora de alto rendimiento, lo que redujo significativamente los costos y aumentó la densidad funcional.

Lo que merece ser mencionado es queHan logrado avances significativos en la tecnología de enlaces intersatelital, consiguiendo "conectividad entre estrellas", lo que permite que los satélites "se comuniquen entre sí en el cielo" y resuelve el cuello de botella que restringía la red global de Beidou.

▲El Beidou-3 se encuentra en la fase final de ensamblaje en la plataforma de lanzamiento (Foto cortesía del Instituto de Innovación en Microsatélites de la Academia China de Ciencias).

Tras el primer satélite de prueba, el equipo logró avances significativos en la tecnología de diagnóstico y recuperación autónoma de satélites durante el desarrollo del satélite de red global Beidou-3, lo que le permitió contar con capacidades de autodiagnóstico y autorrecuperación. Los satélites pueden realizar diagnósticos de estado, aislamiento de fallos y recuperación de forma autónoma sin intervención terrestre, lo que mejora considerablemente su disponibilidad.

Además, Beidou-3 utilizó por primera vez un amplificador de estado sólido de alta potencia basado en nitruro de galio para mejorar eficazmente la calidad de la señal; logró un avance significativo en la tecnología de conmutación sin fisuras de tiempo-frecuencia de alta precisión, sentando las bases para alcanzar una alta continuidad de las señales del sistema global; adoptó la arquitectura nacional Loongson + FLASH, cubriendo la brecha en los procesadores aeroespaciales nacionales y logrando la localización de todos los dispositivos centrales, impulsando el desarrollo de toda la cadena de la industria.

Mientras presenciaban el exitoso lanzamiento a órbita del último satélite de red global Beidou-3, este equipo emprendió un nuevo camino. De acuerdo con las necesidades estratégicas de navegación de mi país, en 2035 se construirá un sistema integrado de posicionamiento, navegación y sincronización más omnipresente, integrado e inteligente. Continuarán luchando por la próxima generación de satélites de navegación.

Crea un “corazón” fuerte de Beidou

Se necesitan 6 millones de años para obtener un error de 1 segundo.

La información sobre la hora y la ubicación espacial son recursos estratégicos importantes para un país. La obtención de información sobre la posición del satélite y la hora precisa en el satélite son los dos parámetros fundamentales de los satélites de navegación: una diferencia horaria de una milmillonésima de segundo (1 nanosegundo) conlleva un error de distancia de 0.3 metros.

Para lograr una precisión de navegación y posicionamiento a nivel de decímetros y centímetros, los satélites Beidou deben contar con un "corazón" robusto y fiable (un reloj atómico espacial) y un "cerebro" preciso y claro (un sistema de procesamiento de información).

En 2002, el Observatorio de Shanghái de la Academia China de Ciencias inició una investigación sobre relojes atómicos de hidrógeno pasivos espaciales, basada en años de desarrollo de relojes atómicos de hidrógeno activos terrestres. En 2015, el primer reloj atómico de hidrógeno espacial de mi país, desarrollado por ellos, fue lanzado junto con la nueva generación de satélites de navegación Beidou.

▲Prototipo del reloj atómico de hidrógeno espacial a bordo de Beidou-3 (foto cortesía del Observatorio de Shanghái)

En los últimos cinco años, el rendimiento de los relojes de hidrógeno que han acompañado a los satélites Beidou en el espacio ha mejorado continuamente, y los componentes, las materias primas y las tecnologías centrales se han controlado de forma totalmente independiente.En esta ocasión, un reloj de hidrógeno proporcionado por el Observatorio de Shanghái siguió a la "Estrella Final" en su viaje al espacio. Su precisión ha alcanzado un margen de error inferior a 1 nanosegundo por día, lo que equivale a un error de un segundo cada 6 millones de años. Actualmente, es uno de los relojes atómicos con mejor rendimiento del espacio.

Justo cuando Beidou está llegando a su fin, investigadores científicos del Observatorio de Shanghái han desarrollado un "corazón" más ligero para Beidou: han logrado reducir el peso del reloj de hidrógeno de 23 kilogramos a 13 kilogramos. Tres unidades se entregarán a los usuarios antes de fin de año para su uso en los satélites de la red Beidou el próximo año.

▲Investigadores científicos del Observatorio de Shanghái están probando el reloj de hidrógeno en desarrollo (Foto cortesía del Observatorio de Shanghái).

Para tener un corazón fuerte, también se necesita un cerebro agudo. El Observatorio de Shanghái ha desarrollado el cerebro más potente para Beidou, capaz de corregir errores en tiempo real y con múltiples sistemas de respaldo para lograr un posicionamiento rápido, preciso y estable.

Para construir el "cerebro más potente", Hu Xiaogong, director técnico del sistema de procesamiento de información del Observatorio de Shanghái de la Academia China de Ciencias, guió al equipo a través de una dolorosa transformación "de científicos a ingenieros".

Al intentar aplicar las fórmulas dejadas por Newton y Einstein para calcular los cuerpos celestes naturales a los cálculos orbitales de cuerpos celestes artificiales, como los satélites en órbita, se encontraron con demasiadas situaciones inesperadas.Superaron diversas adversidades y propusieron e implementaron por primera vez en el mundo la tecnología de determinación de órbita de precisión conjunta satélite-tierra-satélite, basada en la "red de monitoreo regional + enlace intersatelital". Además, diseñaron un algoritmo específico y, finalmente, lograron los indicadores de rendimiento de posicionamiento preciso del Beidou-3.

Para mejorar la precisión de Beidou, el Observatorio de Shanghái ha desarrollado un sistema láser especial, el primer sistema móvil de medición láser de satélites operativo las 24 horas en China, con un alcance máximo de 38,800 kilómetros. Este sistema se ha utilizado con éxito para medir con precisión centimétrica los satélites Beidou. Estas innovaciones han contribuido de manera fundamental e insustituible a la prestación de servicios globales mediante la navegación por satélite Beidou en China.

Refuerzo de cimientos

Haga que los servicios de localización sean tan convenientes como Internet.

Si el Instituto de Investigación MicroStar y el Observatorio de Shanghái están trabajando arduamente para construir el sistema de navegación Beidou, Qianxun Position, una empresa de alta tecnología de Shanghái, está utilizando la computación en la nube, el procesamiento de macrodatos y sus propios algoritmos especializados para convertir las "señales Beidou" en una experiencia de servicio conveniente, similar al uso de Internet móvil.

El posicionamiento a nivel centimétrico, la detección a nivel milimétrico y la sincronización a nivel de nanosegundos son los resultados obtenidos por el nuevo sistema que Qianxun Positioning ha desarrollado para el campo de la navegación satelital global en los últimos cinco años.A partir de 2019, los servicios de alta precisión de este sistema pueden cubrir la mayor parte del país, excepto las zonas deshabitadas.

▲Imagen de demostración del funcionamiento de un dron para la protección de cultivos agrícolas, proporcionada por el sistema de posicionamiento Qianxun Position. La precisión de posicionamiento alcanza el nivel de centímetros, lo que permite reducir eficazmente la cantidad de pesticidas aplicados (imagen proporcionada por Qianxun Position).

"Beidou ha completado su red global. Este año, ofreceremos simultáneamente servicios globales mejorados, y toda la red será compatible con las últimas señales de Beidou-3". Chen Jinpei, director ejecutivo de Qianxun Position, afirmó que los dos productos principales de la compañía ya son compatibles con las últimas señales.

A partir de noviembre de 2019, Qianxun Position reemplazó el equipo principal de la estación terrestre de mejora del satélite Beidou con el servidor espaciotemporal "Qianlong", desarrollado de forma independiente, para mejorar las capacidades de procesamiento de todas las señales de servicio público de navegación por satélite, incluido Beidou-3. Los trabajos de reemplazo están próximos a finalizar.

Tras el exitoso lanzamiento del satélite de la red global Beidou, Chen Jinpei cree que pronto surgirá un mercado más amplio. "En los próximos tres años, Beidou acelerará su posicionamiento y dará servicio a más de mil millones de usuarios".

En los últimos cinco años, Qianxun Positioning ha colaborado estrechamente con los principales fabricantes de chips y socios industriales a nivel mundial para combinar la tecnología de posicionamiento de alta precisión de Beidou con 5G e inteligencia artificial en campos como la conducción autónoma, la modernización industrial, la topografía y la cartografía, las ciudades inteligentes y los servicios públicos, con el fin de impulsar la implementación de las aplicaciones de Beidou. Se prevé que seis modelos de vehículos autónomos equipados con la tecnología de posicionamiento de alta precisión de Beidou se produzcan en masa y se lancen oficialmente este año.

▲Imagen de demostración del sistema de posicionamiento Qianxun. En el futuro, cada vehículo estará etiquetado con la hora y el espacio precisos para optimizar la colaboración entre el vehículo y la carretera (imagen proporcionada por Qianxun Position).

Beidou Navigation ha abierto un mundo inmenso. En 2019, Qianxun Positioning lanzó el concurso "Beidou Intelligent Maker", poniendo a disposición plataformas tecnológicas relevantes y permitiendo que diversas empresas e individuos innovadores participaran en el desarrollo de aplicaciones de posicionamiento de alta precisión. Como resultado, el 40 % de los participantes nacieron después de 1995 y el 70 % eran menores de 35 años.

El 23 de junio es el último día de la interconexión global del sistema Beidou, y también es el día en que comienza una nueva era de aplicaciones de navegación Beidou.

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