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美女太空授课,航天员太空吃播,展示中国强 [复制链接]

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导读:有些激动的网友,强烈建议航天员开通直播打赏,没准三个月就能赚回一艘神舟十二号。

来源:科大烽火(ID:keluoliaofucn)

6月24日是聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员进驻中国空间站的第7天。航天员的工作状态是什么样的?在太空吃什么?大家期待的直播终于来了。我们看到航天员汤洪波一边用电脑工作,,一边全方位地直播吃苹果。这是中国人首次在太空进行吃播。有些激动的网友,强烈建议航天员开通直播打赏,没准三个月就能赚回一艘神舟十二号。执行这次神舟十二号任务的三名航天员,需要在轨三个月的太空工作和生活,每一位航天员都配备了一部智能手机、平板电脑,笔记本电脑,他们可以随时正常地接打电话,进行网络视频,数据信号传输速率与我们在地面几乎没有区别,这是中国空间站的一个首创。在6月23日,北京航天飞行控制中心,同神舟十二号航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波还进行了天地通话。央视新闻的画面显示,航天员的视频细腻清晰,语音清脆响亮。在地面与三名航天员的持续对话中,天地对话的语音延迟只有不到1秒钟,而且画面清晰,毫无干扰,通信保障达到世界最先水平。那么,这场中国北京和公里外太空之间的对话,是如何实现的呢?航天员直播吃水果,看似是很简单的一项活动,但鲜为人知的是,这需要非常强大的航天测控能力在背后支持,特别是全球数据跟踪与中继卫星的支持。这是中国航天全球作战实力的体现。中国空间站的轨道高度为多公里,绕地球运行一圈的时间约为90分钟左右。如果天地对话完全由地面控制站传输信号,那么没等航天员说几句话,空间站就飞出地面测控区了。类似的情况早在8年就经历过。在年6月20日,神舟十号载人飞船的美女航天员王亚平在天宫一号空间站上,进行了我国首次太空授课。此次太空授课历时50分钟。由于神舟天宫组合体运行在距离地面大约公里的高度,一个多小时就能绕地球一圈。从上课开始到结束,这期间神舟天宫组合体已经围绕地球飞行了半圈多。如果想完全依靠地面中继,需要在全球其他国家均匀建设大型测控站,这是中国办不到的,美国也办不到。如果要保持不间断的信号通联,理论上需要布设多个站点均匀分布在地球表面,这在经济上、*治上都是不可能的。而海上航天测控船只适合临时部署,用于航天发射,不能够执行日常任务。因此需要使用位于高轨道的中继卫星来完成信号的跟踪和中继传输。能进行如此长时间、大容量、稳定的天地通信,主要依靠三颗天链中继卫星来保障。完成这些天地通话、太空授课和太空直播,需要中国空间站、天链中继卫星和地面站三者共同参与,形成一条“天地线路”。“天地通话”高清晰度和低延时让人印象深刻,网络信号“杠杠的”。拥有TDRSS中继卫星还不够,还需要一个完整的太空信号中继系统,至少要3颗中继卫星和相应地面配套系统才行,这是一个航天强国的绝对标志。中继卫星运行在公里高度的地球同步静止轨道上,分布均匀的3颗中继卫星就可以基本实现对-1公里轨道高度的航天器的全覆盖。相较于地面和海上测控,数据中继卫星具有覆盖面积广、实时性高、经济性好等优点。TDRSS中继卫星的最实际效益,是可以组成实时卫星侦察系统。使用数字图像的传输型侦察卫星,多位于~公里的低轨道,不使用胶片,而是CCD扫瞄成像型遥感器拍摄地面图像,转换成数字信号,通过位于地球同步静止轨道的数据中继卫星接力传输,再由中继卫星转发至地面控制站,就可实现全球不间断的实时侦察,这对*事战略具有重大意义,是能够改变战争进程的武器装备。举个例子,可以通过实时卫星侦察系统,随时侦察远离本土的某个热点地区,譬如美国总统是否真的去了某个山庄度假,他的车队开到哪里了,这在以前是奢望。TDRSS数据中继卫星是个好东西,但研制起来的技术难度却相当大。美国在年才拥有了数据中继卫星。数据中继卫星需要克服的第一个技术难关,是对在轨航天器的精确捕获和稳定跟踪。由于中继卫星的运行高度是公里,而低轨航天器的高度仅为数百公里,这距离非常远。而数据、语音、视频或高分辨率图像又需要进行高速数据传输。因此中继卫星与低轨航天器之间需要采用增益高、波束极窄的Ku/Ka波段天线进行通讯。这就对天线跟踪精度提出了极高要求,要达到0.06度的水平。之所以叫做数据跟踪与中继卫星,是因为这种的天线要处于复杂的变速运动状态,在转动速度、加速度和角度上都没有规律,天线的机械驱动机构不仅要求精度极高,而且要求可靠性极高,能在恶劣工作环境下长时间稳定运行,制造难度很大。TDRSS中继卫星都配备大型抛物面通信天线,其尺寸要尽可能大,为了保持跟踪精度,天线抛物面精度的要求也非常高。数米直径抛物面天线的形面误差要低于0.1毫米,并要在太空高温差条件下长期保持这样的精度,其难度可想而知。美国和苏联在80年代首先各自建设了中继卫星系统,苏联解体以后,俄罗斯没有能力继续承担卫星的研制和发射,有十几年时间俄罗斯的中继卫星信号不能覆盖全球,每天只有2.5小时的天地通话时间。以至于国际空间站的俄方信号传输需要借用美国的中继卫星,这种通信中继服务是收费的,而且非常昂贵,而且要看美国人脸色。直到年俄罗斯完成新一代卫星的发射。才终止了借用美国卫星的协议。我国在8年首次发射"天链一号"数据中继卫星01星,在年发射了“天链一号”02星,在年发射了“天链一号”03星,由此建立了完全独立自主的第一代数据中继卫星系统。天链一号的作用还不仅限于为飞船和空间站服务,还可以为中低轨道的各类民用遥感卫星、*用侦察卫星提供测控、数据中继服务,对国民经济、国防建设均有巨大的促进作用。数据中继卫星可以称得上是当今技术含量最高的通讯卫星,是航天技术象牙塔上的*。目前世界上只有中美俄拥有自己的完整不间断的全球覆盖的中继卫星系统。而欧盟、印度和日本都是2颗星,半套,不能够实现全球覆盖。
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