Nhóm nghiên cứu đến từ Viện kỹ thuật hệ thống tàu vũ trụ Bắc Kinh đề xuất xây dựng mạng lưới 21 vệ tinh quanh Mặt Trăng có thể cung cấp chức năng định vị độ chính xác cao theo thời gian thực để hỗ trợ các nhiệm vụ của Trung Quốc, Interesting Engineering hôm 14/7 đưa tin. Những vệ tinh này sẽ được triển khai ở 4 loại quỹ đạo trong 3 giai đoạn, có thiết kế bền vững và tiết kiệm chi phí. Dù nhóm nghiên cứu không nêu cụ thể khung thời gian xây dựng, Trung Quốc hướng tới đưa phi hành gia lên Mặt Trăng vào năm 2030 và xây dựng căn cứ ở cực nam với các đối tác quốc tế năm 2035.

"Chòm vệ tinh trong không gian gần Mặt Trăng có thể định vị mỗi chuyển động, hoạt động cất cánh và hạ cánh trên mặt đất, hỗ trợ công cuộc khám phá Mặt Trăng với tần suất cao của con người trong dài hạn", trưởng nhóm nghiên cứu Peng Jing, phó giám đốc thiết kế nhiệm vụ Hằng Nga 5 của Trung Quốc, cho biết.

Trên Trái Đất, những hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu như GPS của Mỹ và Bắc Đẩu của Trung Quốc được sử dụng rộng rãi, giúp tìm vị trí và hoạch định lộ trình dễ dàng hơn. Hệ thống như vậy thường bao gồm 20 - 35 vệ tinh có độ chính xác cỡ vài mét. Mỗi vệ tinh phát tín hiệu vô tuyến, cho phép người sử dụng xác định vị trí của họ và thời gian, sử dụng kết hợp tín hiệu từ ít nhất 4 vệ tinh.

Trong nghiên cứu, Peng và cộng sự đánh giá 3 yếu tố chính của hệ thống định vị Mặt Trăng bao gồm tín hiệu từ ít nhất 4 vệ tinh ở bất cứ thời điểm nào, độ chính xác định vị, chi phí xây dựng và bảo dưỡng. Họ nhận thấy trong giai đoạn xây dựng đầu tiên, chỉ cần đặt hai vệ tinh ở quỹ đạo hình elip dài cực kỳ ổn định để đảm bảo liên lạc toàn thời gian giữa Trái Đất và vùng cực nam của Mặt Trăng, với nhiên liệu tối thiểu để duy trì hoạt động sau khi vệ tinh tới quỹ đạo.

Trong giai đoạn hai, bằng cách thêm 9 vệ tinh và hai loại quỹ đạo, chòm vệ tinh này có thể cung cấp định vị toàn thời gian cho vùng cực nam Mặt Trăng, hỗ trợ liên lạc 24/7 giữa Trái Đất và bất kỳ nơi nào trên Mặt Trăng. Ở giai đoạn cuối cùng là đặt tổng cộng 21 vệ tinh trên 4 loại quỹ đạo, chòm vệ tinh hoàn chỉnh có thể định vị tương đối chính xác bất cứ bất cứ nơi nào trên bề mặt Mặt Trăng trong hơn 70% thời gian. Nhóm nghiên cứu lên kế hoạch tối ưu hóa thông số của mỗi loại quỹ đạo và phát triển thiết kế có hệ thống hơn cho chòm vệ tinh.

Trung Quốc đã phát triển và triển khai hai vệ tinh chuyển tiếp liên lạc là Thước Kiều 1 và Thước Kiều 2 ở không gian gần Mặt Trăng để hỗ trợ các nhiệm vụ khám phá vùng tối của Mặt Trăng trong những năm gần đây. Mỹ, châu Âu và Nhật Bản cũng thông báo kế hoạch phát triển hệ thống định vị Mặt Trăng. Ví dụ, hệ thống đề xuất vào năm 2022 của Nhật Bản bao gồm 8 vệ tinh quay quanh Mặt Trăng theo quỹ đạo elip dài, dùng để liên lạc và định vị cho vùng cực nam.