西安科技搭建“太空天路”
2022-11-18 09:19:25来源:西安日报编辑:王菲责编:高岗

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  11月17日在北京航天飞行控制中心拍摄的神舟十四号航天员蔡旭哲成功出舱的画面。 (新华社发 孙丰晓 摄)

  11月17日16时50分,经过约5.5小时的出舱活动,神舟十四号航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲密切协同,完成出舱活动期间全部既定任务,出舱活动取得圆满成功。航天科技集团五院西安分院为空间站问天实验舱研制的中继终端为航天员太空出舱提供全程测控通信保障,所建立的星间链路可以实时向地面传输航天员乘组出舱画面等数据。

  航天员太空出舱干什么?

  航天员太空出舱活动是航天员身着舱外航天服在航天器外进行太空行走和作业的统称。在空间站任务中,航天员通过出舱活动,完成空间站的维修、维护及建造等任务。当航天员出舱成为常态,出舱活动的时间便会大幅增加。

  在正式出舱前,航天员要向地面报告自我状态和准备情况,地面确认航天服、航天员和轨道舱状态符合要求后,航天员出舱活动正式开始。整个出舱活动期间,会通过电视和话音通信等手段对航天员实施尽可能连续的测控和通信支持。

  第三代中继终端如何保障太空出舱?

  太空出舱后,航天员将面临太空空间环境的严峻考验,容不得半点差错。因此,进行出舱活动时与地面建立高速及时的测控通信尤为重要。那么,地面测控通信是如何全程支持保障出舱活动的?

  要确保航天员与地面测控通信的实时畅通,就必须依靠西安分院为空间站研制的第三代中继终端产品。它通过与中继卫星天链一号和天链二号建立中继链路,实现中继通信。

  这就好比在太空中搭建了地面与中继卫星、中继卫星与航天员之间的通信“天路”。这对于保证地面与航天员的持续通信发挥着重要作用。通过搭建“太空天路”实现对问天实验舱的远程操控,听起来简单,但实现起来不仅需要跨越近4万公里,还必须在2分钟时间内快速搭建完成,更要确保全程稳定运行,系统复杂性可想而知。问天实验舱中继终端与中继卫星组成的天基测控通信系统是实现“远程驾驶”的关键,中继终端以及多颗中继卫星的载荷产品全部由西安分院承担研制。

  中继终端如何做到“持续在线”?

  在此次任务中,航天员要实现长时间驻留,这也对中继终端通信测控能力提出考验。通过中继终端建立的天基测控通信系统建成之后,将地面对问天实验舱以及空间站的测控覆盖率提高至90%以上,确保问天实验舱在绝大部分时间都保持着与地面的实时通信。西安分院载人航天工程任务负责人余晓川说,“载人航天工程原有的地面测控站、海上测控站测控覆盖率较小,如今则实现了几乎100%的测控覆盖率,让航天员与地面始终保持通信”。

  通过中继终端搭建的天基测控通信系统,可以同时实现对天舟五号、神舟十四号、问天实验舱、梦天实验舱和空间站天和核心舱的“远程驾驶”,对整个空间站的飞行器同时进行通信测控,所建立的星间链路可以实时向地面传输交会对接画面等数据。

  在空间站建造阶段,航天员出舱并开展舱外维修、设备更换等操作成为常态活动。空间站问天实验舱的中继终端采用集成化、模块化的设计思路,在保证传输信号质量的同时,方便航天员维修更换。(西安报业全媒体记者 关颖)

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