空間站“天地通信”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(xiàn)“太空會師”,再到神舟十四號乘組載譽而歸,測控通信網(wǎng)一次次為載人航天任務保駕護航。那么,測控通信網(wǎng)是如何保障“天地通信”的?
搭建溝通橋梁
測控通信系統(tǒng)在天地之間打造了一條高效、穩(wěn)定的信息傳輸“天路”。地面測控站、中繼衛(wèi)星系統(tǒng)從不同維度編織了一條條全覆蓋的信息傳輸鏈路,與架設在太空中的中繼衛(wèi)星組網(wǎng)運行,為天地之間架設起一座座溝通的橋梁,將飛船、空間站與地面緊密聯(lián)系在一起。
隨著中國載人航天事業(yè)的發(fā)展,這張測控通信網(wǎng)對天地之間的通信保障能力也顯著提升,不僅能夠滿足圖像質(zhì)量高清傳輸?shù)男枨?,也能保證空間站多名航天員“多個視角”的圖像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”。
接力保障通信
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(zhuǎn),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?!疤帐谡n”以及大量的航天員實(試)驗畫面要想長時間呈現(xiàn)在人們眼前,就依賴于龐大的地面測控通信網(wǎng)以及中繼衛(wèi)星通信網(wǎng)。
當航天員與地面進行長時間通話或者視頻傳輸時,需要多個地面站進行“接力”通信。這時,飛船將先后越過多個地面站覆蓋區(qū)域,一個地面站跟蹤即將完成,另一個地面站就接過“接力棒”,使整個通信時間延長。這種“無縫連接”技術(shù)之流暢,即使是通話者本人也難以察覺。
架設信息天路
地面測控站接收的各類信息,最終要送往北京飛控中心。在這個過程中,地面網(wǎng)絡系統(tǒng)和衛(wèi)星通信系統(tǒng)密切配合,共同完成了這條信息傳輸之路的架設,將測控站接收的航天員話音圖像通過數(shù)字交換網(wǎng)絡、衛(wèi)星通信傳送到飛控中心。
為了保證天地通信的可靠性,中繼衛(wèi)星通信是另外一個重要手段。中繼衛(wèi)星相當于一個架設在3.6萬公里外高空的測控站,可謂“站得高、看得遠”。3顆位于赤道上空的中繼衛(wèi)星接力跟蹤、組網(wǎng)運行,可以實現(xiàn)對空間站整個運動軌跡近乎100%的覆蓋,為天地通信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(xiàn)實。
天地通監(jiān)控中心,作為天地話音圖像的管理和指揮中心,是天地信息傳輸?shù)摹白詈笠话簟?,通過實時分析調(diào)度,將最清晰的話音和圖像送到我們眼中。天地通監(jiān)控中心系統(tǒng)擁有大帶寬通信能力,可實現(xiàn)語音、視頻圖像的雙向傳遞,為航天員和地面人員進行實時交互構(gòu)建一個可視化的平臺。
麗 彬
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