Необходим, поскольку посадочный модуль находится на той части Луны, которая не имеет прямой видимости с Землей, Queqiao был выведен на орбиту вокруг второй точки Лагранжа в системе Земля-Луна.
Точки Лагранжа - это гравитационные совпадения вокруг двух тел, вращающихся друг относительно друга, при этом третье маленькое тело может «парить» относительно двух других.
Кстати, точки Лагранжа L4 и L4 настолько благоприятны с точки зрения гравитации, что там собираются случайные космические объекты.
Queqiao использует L2, точку за меньшим объектом - в данном случае Луной на оси Земля-Луна, называемой EML2.
В точке L2 объект фактически находится на пике гравитации и будет постепенно уноситься, если его оставить наедине с собой, поэтому для поддержания станции необходимо некоторое количество топлива.
Можно выйти на орбиту L2, опять же с некоторым удержанием станции, и это то, что делает Queqiao, на орбите, которая может видеть мимо Луны и на Землю.
Разработчики выбрали орбиту, которая находится между 47,000 и 79,000 км от Луны и занимает 14 дней - орбита, которая обеспечивает непрерывное покрытие с помощью одного спутника за счет больших расстояний.
Линия связи с марсоходом и посадочным устройством на поверхности Луны работает в диапазоне X (7–8 ГГц). Чтобы облегчить нагрузку на посадочный модуль и вездеход, спутник был оснащен параболической антенной с высоким коэффициентом усиления (44 дБи) 4.2 м.
Два усилителя мощностью 20 Вт питают антенну через диплексер, а три приемника получают сигналы посадочного модуля и марсохода через матричный переключатель.
Все коммуникации: телеметрия, управление и научные данные используют одну и ту же ссылку.
Связь спутник-Земля работает в диапазоне S (2–4 ГГц) через спиральную антенну (усиление 6 дБи ± 32 °), питаемую парой усилителей мощностью 43 Вт.
Для резервного копирования есть возможность использовать диапазон X через антенну для связи с Землей.
В Queqiao используется регенеративная пересылка, а не прозрачная («изогнутая труба») пересылка, чтобы обеспечить дополнительное усиление от Земли к Луне - с помощью кодирования можно получить до ~ 7 дБ. Хранение спутниковых данных обеспечивается на периоды, когда земная станция не видна.
Queqiao основан на платформе малых спутников DFH Satellite CAST100. Его солнечные элементы на основе GaAs с тройным переходом обеспечивают мощность до 780 Вт, которую можно хранить в литий-ионной батарее емкостью 45 Ач.
Обзорная статья: «Развитие и перспективы китайского лунного Реле спутник связи», опубликованный в журнале Space: Science & Технологии дает обзор орбиты, достижения орбиты и системы связи.
В документе также обсуждаются варианты связи для будущих миссий на обратной стороне Луны и на южном полюсе, в том числе проблемы миссии к крупнейшему кратеру южного полюса, которая, вероятно, потребует нескольких ретрансляционных спутников для поддержания постоянной связи.
«Должна быть создана устойчивая коммуникационная и навигационная инфраструктура, чтобы приносить пользу всем лунным миссиям, а не заниматься каждой миссией самостоятельно», - считает доктор Лихуа Чжан, автор статьи и главный конструктор спутников DFH на Queqiao. «Эта инфраструктура должна иметь открытую и расширяемую архитектуру и предоставлять гибкие, функционально совместимые, перекрестно поддерживаемые и совместимые коммуникационные услуги, которые имеют решающее значение для успеха будущих исследований Луны».
Среди его предложений - переход на радиочастотную или оптическую связь в Ka-диапазоне, чтобы увеличить пропускную способность до поверхности Луны.