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资讯站/中国自主研发中继卫星\香港STEM教育学会理事 林伯强老师

2021-09-15 04:28:17大公报
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  图:天链一号05星今年7月在西昌卫星发射中心成功发射,是中国第一代中继卫星系统的第四颗装备星。

  9月3日,中国三名航天员在天宫空间站跟香港学生进行“天地对话”,过程大约半小时,三名航天员逐一回答香港学生的提问,声音和画面非常流畅清晰,没有出现延迟与卡顿的情况。这是因为中国采用了“天链中继卫星组网”,这系统保障了地面与空间站数据的实时传输。

  回顾以往,中国在2003年发射的神舟五号载人飞船,中国航天员杨利伟在太空进行天地对话时,有着严格的时间窗口限制,因为当时中国没有遍布全球的测控站和测量船。所以,只有当航天员进入中国领空范围的时候,才能建立起短时间天地对话联络,但在其他时间便无法联络航天员,也无法了解他们的状态。但是,随着天链中继卫星的发展,天地通讯的数据不仅没有延迟,画面也更加清晰。直到今天,中国已经做到了实时直播。相比之下,现时在太空运作的另一个空间站,国际空间站便出现通讯不灵的问题。除此之外,中国空间站还采用了国产麒麟操作系统,这系统不但使天地通讯畅通无阻,更能打破外国操作系统的垄断。

  其实,中国的中继卫星不但使天地对话能够流畅进行,更用于月球探索领域之中。2018年5月,中国利用长征四号丙运载火箭在西昌卫星发射中心,把鹊桥号中继卫星送到月球轨道。鹊桥号的任务是担当嫦娥四号登月探测器的“传讯者”。由于嫦娥四号在月球背面着陆,而因为月球自转周期与绕地球公转周期相同,所以嫦娥四号的通讯将会受到月球本身的阻挡。但是,鹊桥号中继卫星能接收来自月球背面由嫦娥四号发出的讯号,然后再传送回地球,这样地面指挥中心便能接收到来自月球背面的讯号。月球中继卫星是中国自主研发,就连美国与俄罗斯也没有这种技术,反而需要求助于中国,才能进行月球背面探索。

  另外,中继卫星也用于通讯广播方面。根据物理学,无线电通讯使用电磁波来传递讯号,这些波是直线传播的,因此它们会被地球的弯曲表面挡住。通讯中继卫星通过传递地球表面的讯号来实现地面远距离通讯。首先,地面通讯站发送微波讯号到太空的中继卫星,然后中继卫星把讯号转发到另一个位于远方的地面通讯站,这种通讯方法让我们能够和世界各地保持联系,使全世界也能收发来自中国的通讯。

  中国现时在中继卫星技术上处于世界前列,使中国在卫星通讯、月球探测与天地对话的领域上都具有优势。

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