图:神舟十二号航天员刘伯明介绍自己创作的小画作,并表示将来会把画作赠送给香港的小朋友。大公报记者梁坚摄
香港青少年昨日与神舟十二号三位航天员进行了精彩的“天地对话”,听到远在太空的声音,看到空间站生活的景象,就像我们平日看视频和通话一样流畅。
这其实是国家科研人员十多年努力的成果。原来在神舟五号任务时,航天员通话时仍只能听到地面的声音。今日完美的“天地通话”背后,需要空间站、天链中继卫星系统、地面站的共同努力。在距地面约3.6万公里高空的“太空基站”天基测控系统,构筑起“天地信息桥”。\大公报记者 刘凝哲北京报道
对于“天地通话”的具体流程,天链二号01星副总设计师李向阳曾拆解个中奥秘。首先是地面通话信息,先从地面站通过星地上行链路,到达天链中继卫星,此时,中继卫星的星间链路天线正精准跟踪着空间站。中继卫星收到地面站的通话信息之后,再通过自身的星间链路天线,传输给空间站的中继天线,这样航天员就接收到了来自地面的通话信息。
“太空基站”筑起无形“信息桥”
同样,航天员给地面的通话信息,也依次通过空间站中继天线、天链中继卫星、星地下行链路等传输到地面站。李向阳将天链中继卫星系统,形容为放置在距地面3.6万公里高度的几个“太空基站”,发挥空间站与地面站之间通信的“信息桥”作用。
在中国拥有中继卫星之前,地面与载人飞船上的航天员通话相当困难。在神舟五号任务中,主要通过地面测控站,实现对飞船的跟踪监控和通信传输。飞船约90分钟绕地球一圈,受地球曲率遮挡等影响,多数时间无法和地面测控系统实时联系,甚至经常信号中断。此后,中国启动天链中继卫星工程,从神舟五号通话时只能听到地面声音、看不到地面画面。到了神舟九号任务时,实现天地间双向可视通话。再到天和核心舱装上WiFi,实现清晰且不间断的“天地通话”,见证了中国中继卫星技术的发展。
实时收发数据 时延仅秒级
在神舟十二号任务中,航天员已跟地面进行多次“天地通话”,空间站的通讯保障系统,也在两次太空出舱活动中得以进一步验证。李向阳说,视频通话画面更清晰、通话更顺畅,反映本次天链中继卫星系统与空间站、地面站之间的信息传输速率更高,通信链路更稳定。
昨日航天员与港生的“天地对话”中,大家有没有发现画面下角显示了拍摄相机的型号?据了解,空间站核心舱配置了多路高清摄像机,不仅能让地面实时看到空间站状态、拍摄地球美景,还能帮助航天员通过仪表大屏幕,实现与地面间的双向高清视频通话。不仅是高清拍摄,数据还需高速传回地面。专家表示,空间站通信链路的下行速率是1.2G,与地面5G通信速率相当。中继卫星地面站实时接收太空数据,然后将数据传到北京飞控中心,再根据不同标识自动分发,时延仅为秒级,又准又快!