El satélite chino Yaogan 41: ¿el mayor telescopio espacial en órbita geoestacionaria?
Por Daniel Marín, el 18 diciembre, 2023.

中国遥感41号卫星：是地球静止轨道上最大的空间望远镜吗？
作者：Daniel Marín，2023 年 12 月 18 日

El pasado 15 de diciembre de 2023 a las 13:41 UTC volvía a despegar el cohete más potente chino, el Larga Marcha CZ-5, desde la rampa LC-101 del centro espacial de Wenchang, en la isla de Hainán. Se trataba del ejemplar CZ-5 Y6, o sea, el sexto lanzamiento de la versión de tres etapas de este lanzador, una versión que no volaba desde 2020, pues las tres últimas misiones habían sido del CZ-5B, la variante de dos etapas con la que se han lanzado los módulos de la Estación Espacial China (y que se ha hecho popular por culpa de la reentrada sin control de sus etapas centrales, algo que no ocurre en la versión de tres etapas). La misión, que fue la décima de un CZ-5 en cualquiera de sus versiones, puso en una órbita de transferencia geoestacionaria (GTO) un satélite militar de gran tamaño denominado Yaogan 41. La órbita inicial de transferencia fue de 176 x 35812 kilómetros y 19,5º de inclinación.

世界标准时间2023年12月15日13时41分，中国最强大的火箭“长征”五号火箭再次从海南岛文昌航天中心的LC-101工位发射升空。这枚火箭编号为“长征”-5号遥6，即这种运载火箭的三级版本的第六次发射，这一版本自2020年以来还没有发射过，因为（“长征”五号火箭的）最近三次任务都是由“长征”-5B、这种运载火箭的两级版本执行的，中国空间站的各模块就是通过该火箭发射的（并且由于其第二级不受控制地重新再入大气层而变得广为人知，这在三级版本中不会发生）。此次任务是长五系列火箭的第十次任务，将一颗被命名为“遥感41号”的大型军用卫星送入了地球同步转移轨道。 其初始转移轨道近/远地点为176 x 35812公里、轨道倾角19.5º


El Larga Marcha CZ-5 más «largo». CZ-5 Y6 antes del despegue (CASC).

“最长”的“长征”-5号火箭。“长征”-5号遥6箭起飞前

Hasta aquí nada especialmente llamativo, aunque no todos los días despega un CZ-5 y esta ha sido la única misión de este vector durante el presente año (y la 502ª de un lanzador de la familia Larga Marcha, por cierto). Pero este lanzamiento escondía un par de sorpresas bajo la manga. La primera es que se empleó una nueva cofia de 18,5 metros de largo y 5,2 metros de diámetro, la más grande jamás usada por un cohete chino (la cofia estándar del CZ-5 mide 12,3 metros). Para que nos hagamos una idea, la cofia del Falcon Heavy tiene un diámetro similar, pero una longitud de 13,1 metros. Ciertamente, no es la mayor cofia de la historia reciente —no vamos a meternos aquí con el N1 u otros cohetes gigantes del siglo XX—, pues, por ejemplo, el Delta IV Heavy dispone de una cofia de 19,1 metros de largo y el Ariane 6 tendrá una de 20 metros, pero sí supera a la de mayoría de lanzadores pesados (la cofia larga del Ariane 5 medía 17 metros). Esta cofia hace del CZ-5 Y6 el cohete chino más largo que hayamos visto, con 62,7 metros de longitud, superando al CZ-7A, que mide 60,7 metros. No obstante, este dato tampoco sería especialmente relevante para cualquiera que no sea un espaciotrastornado de pro.

到目前为止，还没有什么特别引人注目的事情，尽管“长征”五号并非每天都会发射，而且这是该火箭今年唯一执行的任务（顺便说一句，这也是“长征”系列运载火箭的第 502 次任务）。但这次的火箭版本有一些惊讶之处。一是它采用了长18.5米、直径5.2米的新型整流罩，这是中国火箭截至目前使用过的最大尺寸的整流罩（标准的“长征”五号整流罩尺寸长度为12.3米）。让我们想一下，重型猎鹰火箭的整流罩也具有相似的直径，但长度只有 13.1 米。当然，这不是现代历史上最大的火箭整流罩——我们不会在这里讨论（苏联的）N1 或其他 20 世纪出现过的巨型火箭——例如，“德尔塔” IV 重型火箭的整流罩长19.1米，阿丽亚娜-6 则有20米 但它确实超过了大多数（现役）重型运载火箭（阿丽亚娜-5的长整流罩版长度为17米）。这个整流罩使“长征”五号遥六火箭成为了我们迄今见过的最长的中国火箭，其总长度达62.7米，超过了“长征”-七号甲的 60.7 米。然而，这个事实对于那些并非狂热航天爱好者的人来说并没什么值得关注的。


Versiones de la familia CZ-5. Se aprecia la longitud de la nueva cofia de 18,5 metros (CASC/Eureka).

“长征”五号家族版本。新整流罩的长度为 18.5 米


Emblema de la misión (CASC).

本次发射任务的徽章

Y es que lo interesante de la misión es su misteriosa carga útil. Como suele ocurrir con los satélites gubernamentales chinos de uso total o parcialmente militar, no se dio ningún detalle sobre las características del satélite, más allá de que está construido por CAST (el principal contratista gubernamental para satélites, así que este dato no era tampoco muy sorprendente). Pero, dado que se usó un cohete tan potente y una cofia muy grande, es evidente que estamos hablando de un pájaro de considerables dimensiones. El CZ-5 puede colocar una carga de 14 toneladas en GTO, aunque nada implica que el Yaogan 41 deba tener esta masa máxima (vale la pena señalar que, hasta la fecha, el satélite geoestacionario más masivo es el estadounidense Echostar 24, de 9,2 toneladas, lanzado en julio de este año mediante un Falcon Heavy).
Entonces, ¿cuál podría ser la misión del Yaogan 41? El nombre Yaogan ha sido tradicionalmente empleado en satélites civiles o de uso compartido con los militares en tareas de observación de la Tierra (yaogan, significa en mandarín ‘detección remota’), bien mediante sensores ópticos o con radares de apertura sintética (SAR), aunque también se ha utilizado para designar satélites militares de espionaje electrónico (SIGINT). Y, efectivamente, una de las posibilidades es que el Yaogan 41 sea el primer ejemplar de una familia de satélites geoestacionarios chinos de espionaje electrónico similares a los enormes Orion de la NRO estadounidense, dotados de una gran antena primaria de unos 30 metros de diámetro.

这次任务的有趣之处在于其搭载的神秘有效载荷。正如中国属于国有的卫星要么全部要么部分都具有军事用途的通常情况一样，因此，没有提供有关卫星特性的详细信息这一事实也并不令人意外，除了知道它是中国航天科技集团（它是国有的主要卫星制造商）的产品。但是，考虑到使用了非常强大的火箭和如此巨型的整流罩，很明显我们正在谈论的是一颗相当大的家伙。长征-5 可以在地球同步轨道上布署重达 14 吨的有效载荷，尽管没有任何迹象表明“遥感”-41号必须具备这个最大质量（值得注意的是，迄今为止，最大质量的地球静止卫星是美国的“回响星”24号（通信卫星）,其质量为 9 .2吨，于今年7月使用重型猎鹰火箭发射）。
所以，“遥感”-41号任务的使命是什么？传统上，“遥感”这个名词被用于中国的民用或与军方共享的对地观测卫星任务，无论是通过光学观测还是合成孔径雷达模式，尽管它也被用于代指军用的电子侦察卫星。事实上，其中一种可能性是“遥感”-41号可能将是中国的对地静止轨道电子侦察卫星系列的第一个成员，类似于美国国家侦察局的巨型“猎户座”卫星，配备有直径约30米的大型主天线。（译注：“猎户座”卫星是美国2020年发射的保密程度极高的同步轨道电子侦察卫星，主要用于监控中俄两国的导弹发射活动，迄今没有实物照片，甚至没有制造商信息。）

Sin embargo, la agencia oficial de noticias xinhua anunció explícitamente que el Yaogan 41 es un satélite para “la observación óptica de la Tierra desde la órbita geoestacionaria (GEO)”. A partir de ahí solo hizo falta atar cabos recordando el enorme interés que China tiene en las observaciones desde la órbita geoestacionaria mediante telescopios ópticos. En una entrevista de 2018, Li Guo, el encargado del programa de satélites de observación Gaofen, anunció que en la tercera etapa del programa Gaofen se usarían satélites geoestacionarios con un espejo primario de 3 a 4 metros de diámetro capaz de alcanzar una resolución de entre 5 y 3 metros. Y no es una simple declaración de intenciones, porque en 2019 el instituto óptico CIOMP (Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics) de Changchun anunció la fabricación de dos prototipos de espejos monolíticos de carburo de silicio para telescopios espaciales, uno de 3 metros de diámetro y otro de 4,03 metros (este último con una masa de 1,6 toneladas). Pero es que además no debemos olvidar que no se trataría del primer satélite chino con un gran telescopio espacial en GEO. En octubre de 2020 se lanzó mediante un CZ-3B el Gaofen 13-01 y el 17 de marzo de este año otro CZ-3B puso en órbita el Gaofen 13-02. Los Gaofen 13 son satélites geoestacionarios de observación de la Tierra dotados de una óptica con espejo primario de 1,55 metros, lo que les permite obtener resoluciones de 15 a 20 metros desde GEO. Y, previamente, en diciembre de 2015, China lanzó el Gaofen 4, el pionero de los telescopios espaciales chinos en GEO, capaz de llegar a resoluciones de 50 metros en la superficie.

然而，官方的新华社明确宣布“遥感”-41号是一颗“地球静止轨道光学对地观测”卫星。从那时起，只需要通过回顾中国对从地球静止轨道使用光学望远镜进行观测的巨大兴趣，我们就可以串联起这些信息点。在2018年的一次采访中，“高分”观测卫星计划的负责人李果曾宣布，“高分”观测卫星项目的第三阶段将使用主镜口径为3至4米的静止轨道卫星，分辨率可达3至5米。而且这并不是一个简单的意向声明，因为2019年长春光学精密机械与物理研究所就宣布已制造出两种用于太空望远镜的单片碳化硅反射镜原型，其中一个口径为3米，另一个口径为4.03米（后者质量为1.6吨）。但我们也不能忘记，这并不是中国的第一颗在地球同步轨道上配备大型望远镜的卫星。2020年3月，“高分”13号01星使用长征-3B火箭发射，今年3月17日，又使用一枚“长征”三号乙运载火箭将“高分”13号02星送入轨道。高分13号系列是静止轨道对地观测卫星，配有口径1.55米的光学观察主镜，这使得它们能够在同步轨道上获得15至20米的分辨率。此前，中国还于2015年12月发射了“高分”4号卫星，它是中国在同步轨道空间望远镜的先驱，能够达到50米的地表分辨率。


Los dos satélites geoestacionarios Gaofen 13 tienen un espejo de 1,6 m de diámetro (Weibo).

两颗“高分”13系列静止轨道卫星的镜头口径为1.6 m


Otra ilustración del aspecto del Gaofen 13-01 (CASC).

“高分”13号01星外观的另一张插图


Espejo de 4 m de diámetro para aplicaciones espaciales construido por CIOMP (CIOMP/Nature).

由长光卫星技术股份有限公司制造的用于空间应用的4米口径镜头


Otra imagen del espejo de 4 metros (New China).

另一张4米镜头的图像
La serie Gaofen —高分, ‘alta resolución’ en mandarín— es eminentemente civil, así que es posible que el Yaogan 41 haya usado este nombre debido a su naturaleza militar. Sea como sea, tanto si tiene un espejo de 3 metros como uno de 4 metros, todo indica que el Yaogan 41 podría ser el telescopio espacial dotado de un espejo monolítico más grande jamás lanzado. El telescopio espacial Hubble y los primeros satélites espías KH-11 —la óptica del Hubble está basada en la de estos satélites— tenían un espejo primario de 2,4 metros, mientras que el JWST, de 6,5 metros, es, como sabemos, un espejo segmentado. Naturalmente, es muy posible que los últimos KH-11 usen un espejo de mayor diámetro, aunque no hay indicios de que este sea el caso. Al fin y al cabo, la prioridad para el Pentágono no es tanto una mayor resolución, sino disponer de ópticas con menores relaciones focales para cubrir una superficie de terreno mayor, lo que implica sensores mucho más grandes y caros, así como un volumen de transmisión de datos gigantesco (de poco te sirve un telescopio con una altísima resolución si solo puedes ver un trozo minúsculo de la superficie terrestre en un momento dado, ya que los KH-11 están en órbita baja). Por contra, un satélite en GEO sí tiene motivos para tener un espejo de más de 3 metros de diámetro, pues es la única forma de obtener resoluciones altas a 36 000 kilómetros de distancia.
高分系列卫星（汉语的“高分辨率”）主要是民用产品，因此“遥感”-41号可能由于其军事性质的用途而使用了这个名称。但无论是3米还是4米的镜子，一切都表明“遥感”-41号可能是迄今为止发射的最大单片镜头的太空望远镜。“哈勃”太空望远镜和第一颗 KH-11 间谍侦察卫星（“哈勃”正是基于这些侦察卫星的光学系统）拥有一个口径为 2.4 米的主镜，而众所周知，詹姆斯.韦伯太空望远镜的6.5米主镜是分段拼接起来的。当然，后来的 KH-11 系列卫星很有可能使用更大直径的镜子，尽管还没有迹象来证明这一点。毕竟，五角大楼的首要任务需求不是更高的分辨率，而是拥有较低焦比的光学器件以覆盖更大的土地面积，这意味着更大、更昂贵的传感器，以及巨大的数据传输量（由于 KH-11 处于低地轨道，如果你在任何给定时间只能观察到地球表面的一小部分面积，那么分辨率非常高的望远镜几乎没有用）。另一方面，地球同步轨道的卫星确实有理由拥有直径超过3米的镜子，因为这是在36000公里外获得高分辨率的唯一途径。


El Gaofen 4, el primer satélite de observación de la Tierra geoestacionario chino (Weibo).

“高分”4号，中国第一颗地球静止轨道对地观测卫星


La península de Shandong vista por el Gaofen 4 en órbita geoestacionaria (Fengqi xiao et al.).

“高分”4号在地球静止轨道上拍摄到的山东半岛
Una vez más, es posible que EE.UU. haya lanzado en secreto un satélite espía óptico en GEO, pero no hay pruebas de que exista un programa así. Y no por falta de capacidad, sino porque Estados Unidos dispone de tantos satélites militares y tantas bases militares repartidas por todo el mundo que convierten un sistema de este tipo en algo innecesario. Pero, además de los satélites ópticos Gaofen 4, 13-01, 13-02 y Yaogan 41, conviene recordar que China lanzó el 13 de agosto de este año mediante un CZ-3B otro satélite geoestacionario de observación de la Tierra, el Ludi Tance 4-01 (陆地探测四号01星, ‘detección terrestre’). Se trata del satélite de observación mediante radar de apertura sintética (SAR) más grande conocido situado en GEO (realmente en órbita geosíncrona, GSO, pero se entiende; o sea, el satélite no permanece fijo en la misma posición en el cielo, sino que traza una figura en forma de ‘8’). En órbita baja los campeones en esta categoría son los satélites espías Topaz de la NRO estadounidense. La gran antena desplegable del Ludi Tance 4-01 trabaja en banda L y le permite obtener una resolución de unos 20 metros, cubriendo una sexta parte del territorio chino en cada imagen. Tanto los Gaofen 4, 13-01 y 13-02 como el Ludi Tance 4-01 están situados en GEO sobre China. Es de suponer que el Yaogan 41 haga lo propio, pero dada su naturaleza militar no podemos descartar que se sitúe sobre otro hemisferio.
同样，美国很可能也在地球静止轨道秘密部署了一颗光学间谍卫星，但还没有证据表明存在这样的计划。并不是因为缺乏能力，而是因为美国拥有如此多的军事卫星和遍布世界各地的军事基地，以至于没有必要建立这种类型的系统。但是，除了“高分”4号、“高分”13号01星、“高分”13号02星和“遥感”41号光学卫星之外，值得记住的是，中国在今年8月13日使用“长征”三号乙运载火箭发射了另一颗静止对地观测卫星——“陆地探测四号01星”。它是目前已知最大的合成孔径雷达观测卫星，位于地球静止轨道（实际上是在地球同步轨道，这是可以理解的，也就是说，卫星不会保持固定在天空中的同一位置，而是呈现一个“8”字形状的运动轨迹）。在低地轨道上，这一类别的冠军是美国国家侦察局的“黄玉”间谍侦察卫星。“陆地探测四号01星”的大型可展开天线工作在L波段，使其能够获得约20米的分辨率，获取的每幅图像可以覆盖中国六分之一的领土面积。“高分”4号、“高分”13号01星、“高分”13号02星以及“陆地探测四号01星”均位于中国上空的地球静止轨道上。可以假设，“遥感”41号大概也会这样部署，但鉴于其军事性质，我们不能排除它将部署于另一个半球轨道上的可能性。
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China lanzó en agosto de este año el Ludi Tance 4-01 un satélite principalmente de uso civil para observar la Tierra mediante radar de apertura sintética desde GEO (CAST).

今年8月，中国发射了“陆地探测四号01星”卫星，这是一颗主要用于民用的、利用地球静止轨道的合成孔径雷达对地观测卫星。

En una fase posterior, el programa Gaofen deberá usar una óptica abierta dotada de un «sistema cuántico de obtención de imágenes» para alcanzar resoluciones de entre 1 y 2 metros desde GEO. Teniendo en cuenta que China ha tardado menos de ocho años en pasar de una resolución desde GEO de 50 metros a casi 6 metros (suponiendo que el espejo del Yaogan 41 sea de 4 metros), no cabe duda de que lo lograrán más tarde o temprano. La cuestión es, ¿cuándo lanzarán un telescopio espacial astronómico chino con un espejo de 4 metros? El futuro telescopio espacial chino Xuntian que se lanzará en 2025 tendrá un espejo de 2 metros. Paradójicamente, cuando llegue al espacio no será ni mucho menos el mayor telescopio espacial lanzado por China. Lástima que el resto no apunte al cielo.

在后期阶段，“高分”计划将计划使用配备“量子成像系统”的开放光学器件来实现地球静止轨道1至2米的分辨率。考虑到中国从50米的GEO分辨率到近6米（假设遥感41的镜头口径为4米）只用了不到8年的时间，毫无疑问他们迟早会实现这一目标。问题是，中国的4米口径天文太空望远镜什么时候发射？未来将于2025年发射的中国“巡天”太空望远镜将配备2米口径的主镜。矛盾的是，当它到达太空时，它将不再是中国发射的最大太空望远镜了。遗憾的是，其余的（望远镜）都没能指向宇宙空间。


Lanzamiento del CZ-5 Y6 (CASC).

长征5号遥6箭发射升空