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对话天与地详解天宫一号测控与通信分系统

发布时间:2020-06-29 19:46:31 阅读: 来源:船舶厂家

新华网北京9月30日电(记者王敏)“天宫一号”顺利飞入太空预定轨道后,如何与地面保持联系,如何与神舟飞船精准实现交会对接,如何了解航天员在太空的情况?据中国航天科技(000901,股吧)集团公司第五研究院技术专家介绍,人们要想通过视频、音频了解距地面350公里的“天宫一号”的情况,就要靠测控与通信分系统了。

早在2003年10月15日,航天英雄杨利伟乘坐我国自主研制的神舟五号飞船成功飞天时,通过测控与通信分系统的图像与话音设备传输,亿万人民观看到他在神舟飞船内沉着冷静地完成各种操作,听到他清晰地报告在太空的感受。

在此后的数年里,测控与通信分系统不断完善,在数次神舟飞船太空飞行过程中,人们可以通过此系统,借助安装在飞船上的摄像机等设备,欣赏到从太空眺望地球的美景,听到航天员与家人的对话,看到航天员在飞船内的空翻表演……

“神舟七号”飞天后,人们目睹了航天员打开舱门,在太空中成功展开五星红旗的全过程。在历时半个小时的出舱活动中,人们看到的电视画面就是依靠远望号测量船和多个地面站,接力式地收发信号,再传回祖国实现的。

据了解,神舟飞船围绕地球飞行时,一个地面站捕获飞船的时间大约在六七分钟时间。为了能让太空传输下来的画面、语音不间断,地面站、测量船一个接一个地把信号接收下来。但即使这样,包括借助国内外测控站、多艘测量船,我国对飞船的测控覆盖率也只有约12%。

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记者了解到,从“天宫一号”开始,在神舟七号试验的基础上,这样的接力格局被打破。要了解“天宫一号”的测控与通信分系统,必须理解一个新概念中继。

目前,我国已经发射了两颗中继卫星,即天链一号01星和天链一号02星。中继卫星被称为“卫星的卫星”,可为中低轨道卫星、飞船等航天器提供数据中继和测控服务,提高各类卫星使用效益和应急能力,能使资源卫星、环境卫星等数据实时下传。一颗中继卫星可以连续跟踪目标飞行器50多分钟,实现约40%的连续测控通信覆盖。依托中继卫星及相关地面系统的支持,可提供遥测遥控、语音、图像及其他数据传输业务,监控追踪“天宫一号”的各项活动,保证其在轨正常运行。

要想实现“天宫一号”与神舟飞船在太空的成功交会,必须进行精准的测试与定位。中继卫星离地球约36000公里,而“天宫一号”要捕获离它最远40000多公里外的中继卫星,难度非常大。因此,在“天宫一号”的外侧,可以看到一个“锅状”的反射面天线,直径约1米,那就是中继天线。通过中继天线和配套设备,“天宫一号”可以捕获并跟踪中继卫星,在中继卫星的可视弧段通过中继专用信道向地面传输数据;同时,又可通过中继信道接收地面上传的数据。

要完成交会对接任务,“天宫一号”测控与通信分系统还增加了空空通信和相对测量设备。在交会对接过程中,当神舟飞船与“天宫一号”相距约100公里时,建立空空通信链路,同时开始相对测量。“天宫一号”把数据进行处理后发送到飞船,配合飞船完成自动交会对接。与此同时,飞船上的空空通信设备与遥控设备建立接口,向“天宫一号”目标飞行器传送指令。这样就在太空中搭起了一座空中“桥梁”,确保交会对接任务能够顺利完成。

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