我國航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波三人入住天和號核心艙已經有一週時間了,三人的工作和生活狀況都需要實時向地面彙報,有時也要與地面指揮中心面對面影片等。那麼三名航天員與地面是怎樣對話的呢?是空間站與地面站的直接對話嗎?
實際上我國空間站位於距地面400公里的高空、又是在時刻在圍繞地球執行的,並非一直處於我們頭頂上方的位置,有時候是會執行在地球的另一面的,如果直接通訊的話,那麼訊號有時就會被地球所阻擋,而不被接收到,所以他們與地面的對話也需要高超的通訊技術,它是如何實現的呢?
之前我國的天宮一號和天宮二號等都曾經依賴分佈於地球各處的地面接收站來接收訊號,比如我國的遠望號測量船,位於阿根廷、澳大利亞以及非洲、亞洲等地的一些地面接收站來完成,但是隨著航天器執行位置的變化,需要這些接收站不斷地進行捕獲監測,操作起來比較麻煩,所以我國發射了多顆通訊中繼衛星,改善了通訊模式。
現在空間站與地面站的通訊就是由天鏈中繼衛星輔助完成的,並非空間站與地面的直接對話。在距離地面大約4萬公里的高空,我國的天鏈一號03星、04星和天鏈二號01星三顆通訊衛星在那裡時刻待命,它們都是高速大通道大容量通訊衛星,有訊號接收到就處理發回地面,它的功用就相當於是地面上的通訊基站,隨時將接收到的訊號轉發到需要的地方,就是這座“太空基站”將空間站核心艙和地面站的通訊連線起來的,不但可以影片,還可以發語音、傳檔案和發電子郵件等,一些科學實驗資料也是透過這樣的手段被地面接收的。
這就完了嗎?不是的!實際上在空間站中也是可以看電視的,就連追劇都不耽誤!當然,航天員們不會在太空中追劇,畢竟每天都有很多的工作要做。
那麼航天員們可以與家屬親人進行私密對話嗎?也是可以的!空間站通訊系統中還有點對點專用電話通道,航天員與愛人說點私密話,地面指揮人員等其他人都是聽不到的。
天鏈衛星的訊號傳輸下行速率是1。2G,與地面5G通訊速率相當,所以也可以說其通道容量相當大,地面站接收來自太空的資料後,會傳到北京飛行控制中心或者再傳到其他地方。雖然這些訊號的傳輸是以光速進行的,但是天鏈衛星距離地面相當高,訊號的奔走距離近10萬公里,再加上處理和接收所用的時間,所以對話會有一些延時,不過延時並不長,看到央視直播的朋友會發現延時應該在一秒鐘左右。
由天鏈中繼衛星負責訊號傳輸,空間站與地面的聯絡將基本不會出現訊號中斷的情況,這裡天宮一號與天宮二號時期已經有了很大的進步。因為3顆天鏈中繼衛星的執行位置很高,每顆衛星的位置都能兼顧到半個地球,所以處於不同位置的中繼衛星基本覆蓋了整個地球的地表空間,空間站核心艙的中繼天線發出的訊號可以很容易地被天鏈衛星捕獲。
接下來空間站還有兩個實驗艙發射與之對接在軌執行,它們也攜帶有中繼天線,這樣一來,空間站的訊號接收和發射能力將不會被自身阻擋,測控覆蓋率可接近100%,天地通訊將更加快捷有保障。
參考資料:
《中國航天報》6月23日文章《空間站通訊鏈路下行速率是1。2G,與地面5G通訊速率相當》
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