天链卫星:中国航天员实时直播的“天路”
天链卫星:中国航天员实时直播的“天路”
2003年10月,当杨利伟乘坐神舟五号飞船进入太空时,他只能在地面测控站收到飞船信号的短暂时间窗口内与地面通话。而到了2013年,航天员王亚平已经在天宫一号空间实验室里,为全国中小学生进行了一场长达51分钟的太空授课,信号连续且画面清晰。这一巨大变化的背后,是中国天链卫星系统的崛起。
从追赶者到领跑者:天链卫星的发展之路
2003年,中国启动了中继卫星的研制工作。在此之前,中国一直依赖陆基测控站和远望系列测量船来支撑卫星、飞船和探测器的发射测控与在轨通信任务。然而,由于地球曲率的影响,这种地面和海上测控方式对中低轨道航天器的轨道覆盖范围非常有限,载人飞船绕地球一圈的90分钟内,大部分时间都无法与地面实时联系。
2012年7月25日,随着“天链一号03星”的成功发射,中国完成了三星组网,正式实现了对中低轨航天器近100%的轨道覆盖率。这标志着中国成为继美国之后,世界上第二个拥有对中低轨航天器具备全球覆盖能力的中继卫星系统的国家。
“卫星的卫星”:天链系统的独特优势
天链卫星本质上是“卫星的卫星”,它充分发挥轨道高度优势,追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。这种天基数据中转站的设计,极大地提高了各类卫星的使用效益和应急能力,同时大幅减少了地面站和测量船的数量,具有显著的经济优势。
从间断通信到全时覆盖:太空授课的突破
2013年6月20日,神舟十号载人飞船上的王亚平为全国中小学生进行了一场51分钟的太空授课。这场授课的成功,正是得益于天链一号系统的建成。从最初的间断通信到如今的连续传输,天链卫星系统让航天员可以随时与地面进行视频和语音通信,享受全Wi-Fi智能生活。
2021年12月,天链二号02星成功发射,仅7个月后,天链二号03星也顺利入列。这验证了天链二号卫星的快速研制能力,为后续二代中继多星快速在轨组网提供了重要支撑。第二代中继卫星系统(包括天链二号01星、02星和03星)的全球组网,大大提升了天基服务效能。如今,中国空间站上的航天员可以随时与地面进行视频和语音通信,畅享全Wi-Fi智能生活。
国际视野:中国航天通信的全球地位
在高轨通信卫星的发射过程中,部分轨道弧段处于境内地面测控站的盲区,以往通常采用测量船等手段保障发射段测控链路的安全性。而2022年4月发射的中星6D卫星,成功应用中继测控终端实现了与天链系列卫星的天基测控,充分验证了中继卫星系统为高轨通信卫星提供测控服务的可行性。据悉,该模式可有效降低卫星发射阶段对测量船等的依赖,大大增强我国对卫星的自主测控能力。
2022年6月,神舟十四号载人飞船搭载3名航天员飞向太空,将实现在轨驻留6个月的目标。在这6个月的驻留时间内,两代天链卫星系统将全天候为空间站和地面站搭建可靠的信息“天路”,为航天员的生活和工作保驾护航。
从2003年到2023年,短短20年间,中国天链卫星系统从无到有,从有到强,不仅实现了对地球所有点的全覆盖,还标志着中国成为世界上第二个成功搭建中继卫星全球组网系统的国家。这一成就,是中国航天人智慧和汗水的结晶,也是中国航天事业飞速发展的生动写照。