6月23日，中國空間站時(shí)代的首批航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波迎來了他們?nèi)胱≈袊臻g站后的一個(gè)“高光時(shí)刻”。上午9時(shí)35分，一場天地通話在北京與400公里外的太空上演。
許多收看實(shí)時(shí)直播的觀眾驚喜地發(fā)現(xiàn)，在此次天地通話中，不僅聲音與畫面毫無卡頓，而且相較以往，中國空間站上多機(jī)位實(shí)時(shí)傳輸回來的畫面與聲音都更加清晰了。在北京航天飛行控制中心指揮大廳的屏幕上，標(biāo)記出來的天鏈二號(hào)01星、天鏈一號(hào)03、04星三顆中繼衛(wèi)星，以及渭南、廈門、納米比亞等全球多地的測控站和遠(yuǎn)望六號(hào)測量船正為這歷史性的時(shí)刻默默地提供保障。
新一代“天鏈”首次參與載人航天任務(wù)
“得益于中繼衛(wèi)星的三星組網(wǎng)，航天員與地面之間可以進(jìn)行更長時(shí)間的通話。” 北京空間信息傳輸中心總體工程師鄭勇輝告訴環(huán)球時(shí)報(bào)記者，2003年，中國第一位航天員楊利偉進(jìn)入太空時(shí)，曾數(shù)次進(jìn)行天地通話，但每一次都有著很嚴(yán)格的時(shí)間窗口限制。
據(jù)了解，在中國載人航天工程的初期，中國采取的主要還是陸海基測控的天地通訊鏈路，由于中國沒有遍布全球的測控站和測量船，軌道高度在300~400公里的飛船，受地球曲率遮擋和視線視場影響，只有進(jìn)入中國測控站（船）的視場時(shí)，才能建立飛行弧段內(nèi)的短時(shí)天地通信聯(lián)絡(luò)，而在視場弧段外，飛船與航天員狀態(tài)對(duì)于地面人員來說幾乎是一無所知。
為了改變這種局面，中國的“天鏈一號(hào)”中繼衛(wèi)星系統(tǒng)工程正式立項(xiàng)，從2008年到2019年，已經(jīng)有兩代5顆“天鏈”衛(wèi)星順利進(jìn)入太空，它們不斷地發(fā)揮著高軌道覆蓋率和高速大容量數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)勢，為載人航天任務(wù)提供安全可靠的天基測控和數(shù)據(jù)中繼服務(wù)，航天員與地面可通話的時(shí)長大大增加。
2013年，實(shí)現(xiàn)了三星組網(wǎng)的中繼衛(wèi)星系統(tǒng)，首次保障地面與航天員之間的天地通話，清晰的畫質(zhì)、流暢的話音……來自地面問候與期望在第一時(shí)間被傳遞到了天上。
“此次，我國自主研制的第二代中繼衛(wèi)星‘天鏈二號(hào)’01星首次參與載人航天任務(wù)，有了它的存在，天地之間的音視頻傳輸速率更高了，天地通話效果和可通話時(shí)長均得到了提升，”鄭勇輝稱。
中國空間站天地帶寬速率要優(yōu)于國際空間站
據(jù)環(huán)球時(shí)報(bào)記者了解，首次參與載人航天任務(wù)的天鏈二號(hào)01星為我國第二代中繼衛(wèi)星，它有著更廣覆蓋的全景波束，更高速率的傳輸速度和更強(qiáng)的多目標(biāo)支持能力等特點(diǎn)。在和天鏈一代接力組網(wǎng)，形成天地鏈路后，這套“天鏈”系統(tǒng)此前已成為神舟十二號(hào)載人飛船與核心艙自主快速交會(huì)對(duì)接的主用測控通信系統(tǒng)。
而在此次“天地通話”中，位于4萬公里軌道高度的天鏈一號(hào)03星、04星以及天鏈二號(hào)01星組成的 “太空基站”，在中國空間站核心艙和地面站之間建立起一條網(wǎng)絡(luò)鏈路。空間站與地面之間的語音、視頻、電子郵件數(shù)據(jù)，以及下行的科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都能通過這條鏈路實(shí)現(xiàn)高速傳輸。
航天科技集團(tuán)五院空間站系統(tǒng)測控與通信分系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師易予生此前在接受媒體采訪時(shí)曾表示，在空間站天和核心艙上，10余臺(tái)有線和無線網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、以及手機(jī)、PAD、筆記本電腦等移動(dòng)設(shè)備都可作為網(wǎng)絡(luò)終端。這些終端將采集到的圖像和話音數(shù)據(jù)通過有線或無線Wi-Fi的方式連接至艙內(nèi)以太網(wǎng)交換機(jī)，再通過高速通信處理器經(jīng)中繼鏈路傳輸?shù)降孛妗?/p>
而這條中繼通信鏈路的下行速率是1.2G，與地面上5G通信速率相當(dāng)。中繼衛(wèi)星地面站實(shí)時(shí)接收太空數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)傳到北京飛行控制中心，再根據(jù)不同標(biāo)識(shí)進(jìn)行自動(dòng)分發(fā)，時(shí)延僅為秒級(jí)。
此外，在中國空間站穩(wěn)定飛行之后，通過3顆中繼衛(wèi)星和核心艙的中繼天線，天地測控覆蓋率可達(dá)90%以上。而等到空間站三艙形成組合體后，通過另外兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙中繼天線的偏裝，測控覆蓋率可接近100%。中國空間站在一個(gè)半小時(shí)繞地球一圈的過程中不會(huì)再出現(xiàn)天地通話中斷的現(xiàn)象。易予生補(bǔ)充稱。
此前，中國空間站天和核心艙副總設(shè)計(jì)師柏林厚在接受環(huán)球時(shí)報(bào)記者采訪時(shí)曾表示。將最新的信息技術(shù)應(yīng)用在中國空間站上，是中國空間站相較于其他在軌空間站的一個(gè)獨(dú)特的優(yōu)勢。柏林厚介紹稱，中國空間站上現(xiàn)在應(yīng)用的信息技術(shù)，天地的帶寬的速率要優(yōu)于國際空間站。天地高速網(wǎng)絡(luò)的理念目前已應(yīng)用到了中國空間站上。
來源：環(huán)球時(shí)報(bào)
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