Necesario porque el módulo de aterrizaje está en una parte de la Luna que no tiene una línea de visión directa con la Tierra, Queqiao se ha colocado en órbita alrededor del segundo punto de Lagrange en el sistema Tierra-Luna.
Los puntos de Lagrange son coincidencias gravitacionales alrededor de dos cuerpos que orbitan entre sí, donde un tercer cuerpo pequeño puede 'flotar' con respecto a los otros dos.
Aparte, los puntos de Lagrange L4 y L4 son tan gravitacionalmente benignos que los objetos espaciales aleatorios se acumulan allí.
Queqiao usa L2, un punto más allá del objeto más pequeño, la Luna en este caso, en el eje Tierra-Luna, llamado EML2.
En un punto L2, un objeto está efectivamente asentado en un pico gravitacional y se alejará gradualmente si se deja solo, por lo que se necesita algo de combustible para mantenerse en posición.
Es posible orbitar L2, nuevamente con algo de mantenimiento de posición, y eso es lo que hace Queqiao, en una órbita que puede ver más allá de la Luna y la Tierra.
Los diseñadores eligieron una órbita que se encuentra entre 47,000 y 79,000 km de la Luna y tarda 14 días, una órbita que brinda cobertura continua con un satélite a expensas de largas distancias.
El enlace hacia y desde el rover y el módulo de aterrizaje en la superficie de la Luna opera en la banda X (7-8GHz). Para aliviar la carga de energía de comunicación en el módulo de aterrizaje y el móvil, el satélite ha sido equipado con una antena parabólica de alta ganancia (44dBi) de 4.2 m.
Dos amplificadores de 20 W alimentan el plato a través de un diplexor y tres receptores recuperan las señales del módulo de aterrizaje y el móvil a través de un interruptor de matriz.
Todas las comunicaciones: telemetría, control y datos científicos utilizan el mismo enlace.
Las comunicaciones satélite-Tierra funcionan en banda S (2-4GHz) a través de una antena en espiral (ganancia de 6dBi ± 32 ° de haz), alimentada por un par de amplificadores de 43W.
Como respaldo, existe la opción de usar la banda X a través del plato para el enlace de la Tierra.
El reenvío regenerativo se usa en Queqiao, en lugar del reenvío transparente ('tubería doblada'), para proporcionar una ganancia adicional de la Tierra a la Luna; hasta ~ 7dB está disponible a través de la codificación. El almacenamiento de datos por satélite se proporciona cuando no hay ninguna estación terrestre visible.
Queqiao se basa en la plataforma de satélites pequeños CAST100 de DFH Satellite. Sus células solares GaAs de triple unión proporcionan hasta 780 W, que se pueden almacenar en una batería de iones de litio de 45 Ah.
Un artículo de revisión: 'Desarrollo y perspectivas de la luna china Relé satélite de comunicaciones' publicado en Space: Science & Tecnología ofrece una descripción general de la órbita, el logro de la órbita y el sistema de comunicaciones.
El documento también analiza las opciones de enlace para futuras misiones lunares en el lado lejano y el polo sur, incluidos los desafíos de una misión al cráter más grande del polo sur, que probablemente necesite múltiples satélites de retransmisión para mantener una comunicación constante.
“Debería establecerse una infraestructura de comunicación y navegación sostenible para beneficiar a todas las misiones lunares en lugar de ocuparse de cada misión de forma independiente”, según el Dr. Lihua Zhang, autor del artículo y diseñador jefe de DFH Satellite en Queqiao. "Esta infraestructura debe adoptar una arquitectura abierta y extensible y proporcionar servicios de comunicaciones flexibles, interoperables, con soporte cruzado y compatibles, que son fundamentales para el éxito de futuras exploraciones lunares".
Entre sus sugerencias se encuentran cambiar a comunicaciones ópticas o de RF de banda Ka para aumentar el ancho de banda a la superficie lunar.