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人民网天宫一号全景报道

“太空握手”:测控通信天地“大挪移”

2011年09月30日09:20    来源:人民网-科技频道     手机看新闻分享到

  “天宫一号”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地实现交会对接? 当航天员乘坐神舟飞船与“天宫一号”实施交会对接时,人们又如何了解他们在太空的情况?

  据中国航天科技集团公司五院技术专家介绍,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。

  从地面接力到“太空握手”

  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,亿万人民观看到杨利伟在神舟飞船内沉着而冷静地完成各种操作,听到他清晰地报告在太空的感受。

  在此后的数年时间里,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,人们目睹了航天员费俊龙在聂海胜的协助下打开舱门,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。

  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左右。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%。

  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。“天宫一号”与中继卫星可实现“太空握手”。而要了解“天宫一号”的测控与通信分系统,就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,为应对重大自然灾害赢得更多的预警时间。

  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。

  精准交会必先精准测试

  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。

  在“天宫一号”的外侧,人们可以看到一个“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。这样就完成了规定的前向和返向信道数据处理,具备接收遥控、程控和注入数据控制设备状态的能力,并具备了提供设备工作状态遥测的功能。

  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o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。(中国航天报社记者 许斌 通讯员 陈晓光)
(责任编辑:李丹(实习))

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