6月23日,神舟十二号航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波在距离地面400公里的中国空间站与习主席进行了一次“天地通话”。

 

神舟十二号“天地通话”画面为何这么清晰?一文搞懂!

 

许多收看实时直播的观众惊喜地发现,在此次天地通话中,对比以往,画面清晰,也不卡顿。这跨时空通信“天路”通畅,就相当于地面上将光纤网络接到家门口,而航天员在空间站核心舱这个“太空之家”内部,又是如何完成通信的呢?

 

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那不得不说中继卫星!

 

 

 中继卫星系统是什么?

 

通俗地说,中继卫星就是太空数据“中转站”。特点:实时、高速、全覆盖。可为中、低轨道航天器提供天基测控、数据中继服务。

 

这相当于把地面测控站提升到数万公里的太空,依照各类航天器、飞行器不同的数据应用部门,把它们产生的各类数据分别进行实时转发。

 

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 中国的“天链一号”卫星系统

 

“天链一号”卫星,是中国首次发射的数据中继卫星,由中国空间技术研究院为主研制,采用成熟的“东方红三号”通用平台并突破多项关键技术。要补充说的是现在已经有二代,即天链二号。

 

之前,中国采取的主要还是陆海基测控的天地通讯链路,由于测控站和测量船缺乏,那些轨道高度在300~400公里的飞船与航天员的状态,对于地面来说,几乎是无人知晓的。而“天链一号”发射成功填补了中国中继卫星领域的空白。

 

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得益于三星组网的中继卫星系统,因为有着高轨道覆盖率和高速大容量数据传输的优势,可保障地面与航天员之间的天地通话,清晰的画质、流畅的话音、长的通话时间,也都可以实现。

 

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 中国空间站天地带宽速率优于国际空间站

 

国际空间站是以美国、俄罗斯为首,共有16个国家或地区组织联合推进的国际合作计划。当然,都知道的,“漂亮国”不带我们玩,原因跟封锁我国芯片之路一个道理。

 

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但必须承认的是,国际空间站在很多方面是优于中国空间站的,比如空间更大,实验舱更多,毕竟16个国家(或地区组织)共同打造的。

 

但在网速方面,相较于国际空间站,中国空间站还是略胜一筹。

 

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此前,中国空间站天和核心舱副总设计师柏林厚在接受环球时报记者采访时曾表示。天地的带宽的速率要优于国际空间站。中继通信链路的下行速率是1.2G,与地面上5G通信速率相当。

 

 

 网速快的原因

 

据了解,首次参与载人航天任务的天链二号01星为我国第二代中继卫星(2019年发射上去的),它有着更广覆盖的全景波束,更高速率的传输速度和更强的多目标支持能力等特点。

 

在和天链一代接力组网,组成的 “太空基站”,在中国空间站核心舱和地面站之间建立起一条网络链路。

 

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空间站与地面之间的语音、视频、电子邮件数据,以及下行的科学实验数据都能通过这条链路实现高速传输。

 

在空间站天和核心舱上,那些摄像机、以及手机、PAD、笔记本电脑等移动设备都可作为网络终端。这些终端将采集到的图像和话音数据通过有线或无线Wi-Fi的方式连接至舱内以太网交换机,再通过高速通信处理器经中继链路传输到地面。

 

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此外,天地测控覆盖率可达90%以上。而等到空间站三舱形成组合体后,通过另外两个实验舱中继天线的偏装,测控覆盖率可接近100%。

 

基于以上,中国空间站在一个半小时绕地球一圈的过程中不会再出现天地通话中断的现象。