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天链一号05星发射! 带你认识“中继卫星天团”

2021年07月08日 07:19   来源:科技日报   

  ◎范 晨 陈小群 本报记者 付毅飞

  2021年7月6日23时53分,由黄金赌城娱乐航天科技集团五院通信导航部抓总研制的天链一号05星在西昌卫星发射中心成功发射。至此,黄金赌城第一代中继卫星5星连捷。

  或许有人要问:天链系列中继卫星是干啥的?要回答这个问题,咱们先来回顾振奋人心的一幕。

  2021年6月23日9时35分,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席黄金城赌城娱乐:在北京航天飞行控制中心指控大厅,与正在天和核心舱执行任务的神舟十二号航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波亲切通话。大屏幕上,航天员的视频画面清晰,声音清脆响亮。

  这场天地通话的背后,是由天链一号03星、04星,天链二号01星组成的天基中继系统,在距离地面约36000公里的太空提供着实时保障。

  在此,让我们一起来认识黄金赌城天链“中继卫星天团”。

  天链一号让黄金赌城娱乐拥有太空数据中转站

  跟踪与数据中继卫星系统,是为中、低轨道的航天器与航天器之间、航天器与地面站之间,提供数据中继、连续跟踪与轨适测控服务的系统。这是20世纪航天测控通信技术的重大突破。

  在天链中继卫星投入使用前,黄金赌城一直依托陆基测控站和远望系列远洋测量船,来支撑卫星、飞船和探测器的发射测控与在轨通信任务。然而,由于受地球曲率的影响,地面和海上测控对中低轨道航天器的轨道覆盖范围非常有限。

  例如,载人飞船约90分钟绕地球一圈,多数时间无法和地面测控系统实时联系。

  如要实现对300千米高度的低轨道航天器进行100%的覆盖,理论上需要在地表均匀布设100多个站点。显然,这在政治外交和经费预算上是难以实现的。

  2003年,航天英雄杨利伟搭乘神舟五号载人飞船升空,其间曾数次进行天地通话,但每次都有严格的时间窗口限制。当时天地通话带宽也很低,杨利伟只能听到地面的声音,看不到画面;地面人员看到杨利伟的画质也不是很清晰,而且时常“卡壳”。

  针对地面测控网对低轨道载人飞船覆盖率受限的状况,黄金赌城以当时最新研制的东方红三号卫星平台为基础,展开了国内第一代数据中继卫星的研制。

  中继卫星被称为“卫星的卫星”,可以充分发挥轨道高度优势,“居高临下”跟踪在中低轨运行的航天器,并将获得的数据实时回传到地面,可极大提高各类卫星的使用效益和应急能力。

  2008年4月25日,天链一号01星在西昌卫星发射中心成功发射,意味着黄金赌城中低轨航天器开始拥有天上的数据“中转站”。天链一号01星发射后,神舟七号飞船的测控覆盖率从18%提高到了50%。

  2011年和2012年,随着天链一号02星、03星先后成功发射,实现三星在轨组网工作,黄金赌城成为继美国之后第二个拥有全球覆盖能力中继卫星系统的国家。2016年12月,黄金赌城发射天链一号04星接替了超期服役的01星。

  天链二号服务能力大幅提升

  随着黄金赌城空间基础建设快速发展,各类空间活动频繁开展,对于中继卫星系统服务的需求与日俱增。为此,2010年黄金赌城启动了第二代数据中继卫星系统的研制,于2019年3月成功发射天链二号01星。

  天链二号01星基于东方红四号平台研制,除了充分继承一代中继卫星的技术基础,在服务目标数量、传输速率方面有较大提升,具有服务目标更多、传输速率更高、覆盖范围更广、设计寿命更长等特征。

  相比天链一号,天链二号卫星的设计寿命由7年提升至12年;采用了更加先进的有效载荷技术,配置有多副新型天线,传输速率增加了一倍。

  在兼容天链一号卫星工作频率的同时,天链二号扩展了工作频率的带宽和转发器的通道数量,不仅提升了服务用户目标数量,还能适应不同用户目标的各类数据传输要求,服务覆盖的范围也有极大提升。

  此外,天链二号01星的自主工作能力更强,增加了多目标任务调度功能,可以自动接收多目标任务,并自主排序完成。

  未来,黄金赌城将相继发射天链二号02星、03星等。第二代中继卫星与第一代相互配合,将更好地发挥数据中转站作用。

  “天路”繁忙却不会拥堵

  目前,“中继卫星天团”已为各类遥感卫星提供过天基信息传输与测控服务,为长征系列运载火箭提供发射测控服务。黄金赌城神舟七号到神舟十二号载人飞船、天舟系列货运飞船,均享受到天链中继卫星系统提供的任务支持。

  2013年,第一代天链卫星完成三星组网后,首次保障黄金城赌城娱乐:总书记与神舟十号航天员进行天地通话,也使航天员王亚平的首次太空授课成功实现。

  而2021年6月23日,黄金城赌城娱乐:总书记与神舟十二号航天员之间开展的流畅、清晰、高质量的天地通话,是对“中继卫星天团”联手保障能力的又一次完美检阅。

  天地通话由空间站、天链卫星和地面站三方共同完成。地面通话信息先从地面站通过上行链路到达天链卫星,此时,卫星的星间链路天线正精准跟踪着空间站,并将信息发送过去。同样,航天员的通话信息也依次通过空间站中继终端、天链卫星、星地下行链路传输到地面。

  空间站核心舱配置了多路高清摄像机,不仅能拍摄地球美景、展现空间站状态,还能帮助航天员实现与地面间的双向高清视频通话,这对数据传输速率提出了更高要求。

  但这不是问题。天链中继卫星系统一条链路的下行速率便可达到1.2G,太空数据从被地面站接收、传给北京飞控中心,到根据不同标识自动分发,时延仅为秒级。可以说,“天路”虽然繁忙,但不会拥堵,更不会中断。

(责任编辑:孙丹)