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太空握手测控通信天地大挪移

发布时间:2020-01-14 19:56:16 阅读: 来源:铝隔条厂家

中新社北京6月19日电题:“太空握手”:测控通信天地“大挪移”

作者 许斌 陈晓光 张子扬

18日下午,神舟九号飞船与天宫一号完成自动交会对接,三位航天员先后进入天宫一号目标飞行器,并在舱内拍摄了首张“全家福”,这实现了中国载人航天历史上首次对一个在轨运行的航天器的拜访和驻留。而记录下这一精彩瞬间,则要依靠非常重要的测控与通信分系统。

据中国航天科技(000901,股吧)集团公司五院一位技术专家介绍,早在2003年10月15日, 航天英雄杨利伟乘坐中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,听到航天员与地面指挥员的对话,看到航天员在飞船内的“空翻”表演。

该专家表示,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6、7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,中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,中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。

这位专家说,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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