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空間站“天地通訊”是這樣進行的

從神舟十五號乘組逐夢蒼穹,到兩個乘組實現“太空會師”,再到神舟十四號乘組載譽而歸,測控通訊網一次次為載人航天任務保駕護航。那麼,測控通訊網是如何保障“天地通訊”的?

搭建溝通橋樑

測控通訊系統在天地之間打造了一條高效、穩定的資訊傳輸“天路”。地面測控站、中繼衛星系統從不同維度編織了一條條全覆蓋的資訊傳輸鏈路,與架設在太空中的中繼衛星組網執行,為天地之間架設起一座座溝通的橋樑,將飛船、空間站與地面緊密聯絡在一起。

隨著中國載人航天事業的發展,這張測控通訊網對天地之間的通訊保障能力也顯著提升,不僅能夠滿足影象質量高畫質傳輸的需求,也能保證空間站多名航天員“多個視角”的影象實時清晰地傳回地面。不僅航天員的出艙和空間站活動清晰可見,還能“說來就來”一場生動的“太空授課”。

接力保障通訊

中國的空間站在以地心為其中一個焦點的橢圓軌道面上高速運轉,最高速度可達每秒8千米,空間站“路過”單個地面站點的時間只有3—8分鐘。“太空授課”以及大量的航天員實(試)驗畫面要想長時間呈現在人們眼前,就依賴於龐大的地面測控通訊網以及中繼衛星通訊網。

當航天員與地面進行長時間通話或者影片傳輸時,需要多個地面站進行“接力”通訊。這時,飛船將先後越過多個地面站覆蓋區域,一個地面站跟蹤即將完成,另一個地面站就接過“接力棒”,使整個通訊時間延長。這種“無縫連線”技術之流暢,即使是通話者本人也難以察覺。

架設資訊天路

地面測控站接收的各類資訊,最終要送往北京飛控中心。在這個過程中,地面網路系統和衛星通訊系統密切配合,共同完成了這條資訊傳輸之路的架設,將測控站接收的航天員話音影象透過數字交換網路、衛星通訊傳送到飛控中心。

為了保證天地通訊的可靠性,中繼衛星通訊是另外一個重要手段。中繼衛星相當於一個架設在3。6萬公里外高空的測控站,可謂“站得高、看得遠”。3顆位於赤道上空的中繼衛星接力跟蹤、組網執行,可以實現對空間站整個運動軌跡近乎100%的覆蓋,為天地通訊提供了更加堅實的保障,也使地面與航天員之間隨時通話成為現實。

天地通監控中心,作為天地話音影象的管理和指揮中心,是天地資訊傳輸的“最後一棒”,透過實時分析排程,將最清晰的話音和影象送到我們眼中。天地通監控中心繫統擁有大頻寬通訊能力,可實現語音、影片影象的雙向傳遞,為航天員和地面人員進行實時互動構建一個視覺化的平臺。