中繼『天團』
高水平服務空間站
今年5月29日,天舟二號飛船順利入軌後,天鏈一號03星、04星,天鏈二號01星組網,對天和核心艙、天舟二號貨運飛船提供雙目標天基測控與數據中繼支持。6月23日,習近平總書記與神舟十二號航天員通話,正是通過天鏈二號衛星與核心艙建鏈提供的支持。此次流暢、清晰、高質量的天地通話,是對天鏈中繼衛星『天團』聯手保障能力的一次完美檢閱。
天鏈中繼衛星系統就像放置在距地面3.6萬公裡的幾個太空基站,將空間站和地面站連接起來,建立起一條太空『天路』,空間站與地面之間的語音、視頻、電子郵件數據,以及科學實驗數據都通過這條『天路』傳輸。本次視頻通話畫面更清晰、通話更順暢,反映出天鏈中繼衛星系統與空間站、地面站之間的信息傳輸速率更高,通信鏈路更穩定。
空間站核心艙配置了多路高清攝像機,不僅能讓地面實時看到空間站狀態、拍攝地球美景,還能幫助航天員通過儀表大屏幕,實現與地面間的雙向高清視頻通話,這就對數據傳輸速率提出了更高要求。天鏈衛星系統通信的一條鏈路的下行速率便可達到是1.2G,中繼衛星地面站實時接收太空數據,然後將數據傳到北京飛控中心,再根據不同標識自動分發,時延僅為秒級。『天路』繁忙但不『擁堵』,更不會中斷。
在天地通信體驗上,空間站與之前的天宮空間實驗室最大的不同是,增加了天地互聯網通信系統,空間以太網交換機組成的在軌通信網交換網絡和天地網關系統,使天地間的互聯網融為一體。天地互聯網和高速通信之間的結合,讓航天員在天上也能使用隨身攜帶的手持攝像機和平板電腦,通過WiFi熱點接入網絡,享受到現代互聯網生活帶來的種種便利。
應用范圍
將擴展至海、陸、空各領域
從神舟五號通話時只能聽到地面聲音、看不到地面畫面,到神舟九號實現天地間雙向可視通話,再到天和核心艙安上WiFi,實現清晰而不間斷的天地通話,兩代天鏈衛星系統見證了中國航天奮進的歷史軌跡。經過多年發展,今天的天鏈中繼衛星系統已經拓展到更為廣闊的服務空間,除了為天宮空間站、神舟系列載人飛船和天舟系列貨運飛船,提供天基服務支持之外,還在軌為各類遙感衛星提供天基信息傳輸與測控服務,為長征系列運載火箭提供發射測控服務。
未來,隨著天鏈中繼衛星的應用范圍還將不斷擴大,對其需求也將會不斷增加。可以預見,其用戶類型將由天基航天器用戶逐漸擴展到海、陸、空各領域,數據中繼業務類型也將越發多樣化,對傳輸速率、覆蓋區和接入的實時性也將提出更高要求。
隨著後續天鏈系列衛星發射,中國天基測控系統服務用戶的能力以及可靠性與安全性將更進一步提高,天基測控與數據傳輸的優勢與效能將進一步發揮出來,為航天強國建設,為推進人類認識和利用太空繼續作出貢獻。
中繼衛星保障天地通話(鏈接)
天地通話由空間站、天鏈中繼衛星和地面站3方面共同完成。
地面通話信息先從地面站通過星地上行鏈路到達天鏈中繼衛星,此時,中繼衛星的星間鏈路天線正精准跟蹤著空間站。中繼衛星收到地面站的通話信息後,再通過自身的星間鏈路天線傳輸給空間站,這樣航天員就接收到了來自地面的通話信息。
同樣,航天員給地面的通話信息也依次通過空間站中繼終端、天鏈中繼衛星、星地下行鏈路等傳輸到地面站。(范晨陳小群本文得到中國航天科技集團五院通信與導航衛星總體部通信衛星總體研究室、政治工作處大力支持)
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