今天上午，習近平總書記來到北京航天飛行控制中心，同天和核心艙執(zhí)行任務的航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波天地通話。

圖片來自央視網

6月23日，一場天地通話在中國北京與400公里外的太空之間上演。

9時30分左右，北京航天飛行控制中心，習近平總書記正在與首批進駐我國天和核心艙的3名航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波進行視頻通話。大屏幕上，航天員的視頻畫面清晰，語音清脆響亮。

就在此刻，距地面約4萬公里處，由3顆天鏈中繼衛(wèi)星組成的天基測控系統(tǒng)猶如一座“太空基站”，實時保障這場天地通話暢通無阻。

在這個人人離不開網絡的時代，航天員是否能在太空用上Wi-Fi成為公眾關心的話題。

據(jù)航天科技集團五院空間站系統(tǒng)測控與通信分系統(tǒng)主任設計師易予生介紹，在駐留空間站的3個月里，航天員通過站內通信網，不僅可以與地面進行語音視頻通信、收發(fā)電子郵件，還可以收看電視節(jié)目，并與家人進行私密通話。

“航天員家屬在地面可通過專用話與航天員進行點對點私密通話，地面工作人員都聽不到?！?易予生說。

跨時空通信是怎么實現(xiàn)的？

易予生介紹，完成這場天地通話，需要空間站、天鏈中繼衛(wèi)星和地面站三者的共同參與。

在空間站天和核心艙上，10余臺有線和無線網絡攝像機、有線和藍牙耳機、手機、PAD、筆記本電腦都可作為網絡終端。這些終端將采集到的圖像和話音數(shù)據(jù)通過有線或無線Wi-Fi的方式連接至艙內以太網交換機，通過高速通信處理器經中繼鏈路傳輸?shù)降孛?。就好比在地面上，我們打電話、發(fā)短信要通過手機天線一樣，五院西安分院載人航天項目技術負責人余曉川介紹，空間站與地面的聯(lián)系，絕大部分靠核心艙上的中繼天線完成。

有了中繼天線，就像把“手機”交給了空間站，能實時與地面取得聯(lián)系。不僅如此，為了滿足空間站在軌15年的使用壽命需求，研制人員還對天和核心艙的中繼天線進行了可維修設計。這相比于之前發(fā)射型號在軌無法修復的設計而言可謂是一大突破。

“艙上有兩套網絡，一套是通信網，一套是載荷網，這兩套網絡在物理上是一起的、邏輯上是分開的，數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯集到艙上的中繼天線終端，通過中繼衛(wèi)星傳到地面?！?易予生說。

“天鏈”搭建太空天路，不卡頓、不斷網

4萬公里高空，由天鏈一號03星、04星，天鏈二號01星組成的天基測控網就像一個“太空基站”，將核心艙和地面站連接起來，建立起一條太空“天路”?？臻g站與地面之間的語音、視頻、電子郵件數(shù)據(jù)，以及下行的科學實驗數(shù)據(jù)都走這條“天路”通過。

如此繁忙的“天路”，是否會出現(xiàn)擁堵現(xiàn)象？易予生表示，這條通信鏈路的下行速率是1.2G，與地面5G通信速率相當。中繼衛(wèi)星地面站實時接收太空數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)傳到北京飛行控制中心，再根據(jù)不同標識進行自動分發(fā)，時延僅為秒級。

在天鏈中繼衛(wèi)星投入使用之前，我國主要是通過地面測控站來實現(xiàn)對中低軌航天器的跟蹤與監(jiān)控。但是，中低軌航天器都是在200~2000公里的軌道上，只有很少一段時間能夠與一個固定的地面測控站建立穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸鏈路，信號中斷是常有的事。

空間站在軌飛行，每90分鐘就要繞地球一圈，天地通話是否可能出現(xiàn)中斷現(xiàn)象呢？

“不可能?！币子枭鷶蒯斀罔F地說，空間穩(wěn)定飛行之后，通過3顆中繼衛(wèi)星和核心艙的中繼天線，天地測控覆蓋率可達90%以上。“等到空間站三艙形成組合體后，通過另外兩個艙中繼天線偏裝，測控覆蓋率可接近100%?！?易予生補充說。

（中國航天報記者 賀喜梅）