今天是太空與您相伴的【第1431期】3月23日下午 “天宮課堂”第二課順利開課。三位“太空教師”翟誌剛、王亞平、葉光富在中國空間站在軌演示瞭多項實驗 直播授課、天地互動，“天宮課堂”如何做到實時信息傳輸 - 趣味新聞網

今 天是太空與您相伴 的【第1431 期 】

3月23日下午，“天宮課堂”第二課順利開課。三位“太空教師”翟誌剛、王亞平、葉光富在中國空間站在軌演示瞭多項實驗，並通過視頻通話形式與地麵課堂的師生進行實時互動交流。

大傢可能經常在航天新聞中看到各個地麵指控大廳的屏幕上，有一處被標記為“天鏈”的字樣。而這個標就代錶著“天鏈”係列中繼衛星係統正在與航天器進行數據的雙嚮傳輸。在“天宮課堂”上看見這個標，就代錶著它在為精彩的“太空”授課默默地提供著數據中繼保障。

那“天鏈”是什麼？它能發揮什麼作用？讓我們從頭說起！

空間站上的數據要傳輸到地麵，就要建立一條通信鏈路。而我們的“天宮”位於距地麵400公裏左右的近地軌道上，繞地球一圈的時間大概是90多分鍾。這90分鍾裏，一個地麵站隻有2%-3%左右的時間能夠觀測到它並和它對話。

▲楊利偉與傢人通話

2003年神舟五號進入太空時，航天員楊利偉曾數次與地麵進行通話，但每一次都有著很嚴格的時間窗口限製。10月15日19點58分，楊利偉與傢人進行瞭通話。這通飽含著擔憂與不捨的天地通話，由於技術限製，僅僅持續瞭4分50秒。

如果想實現更長時間的通話，那就要使用許多不同位置的觀測站、探測船。而且，隨著飛船運行位置的變化，還需要這些地麵站不斷地進行動態捕獲，操作起來也會消耗大量的人力物力。

為瞭改變這種現狀，中繼衛星應運而生。北京空間信息傳輸中心總工程師單長勝嚮記者介紹，與一般的中低軌衛星不同，中繼衛星在距離赤道上空3萬多公裏的地球靜止軌道上運行。這個軌道的運行周期與地球自轉周期相等，對地麵觀測者來說，就像是一座固定的“烽火台”。而且，與地麵測控站相比，中繼衛星“站得更高”，自然“看得更遠”，一顆衛星能覆蓋約40%的地球麵積，僅需要三顆便可實現全球覆蓋，有效解決航天器與地麵、航天器與航天器之間的數據傳輸問題。

▲2008年4月25日23時35分，我國首顆數據中繼衛星“天鏈一號01星”在西昌衛星發射中心西昌發射場成功發射。新華社記者 李剛 攝

2008年，中國自己的中繼衛星工程踏上瞭從無到有的漫漫徵途，並有瞭一個直觀的名字“天鏈”。而在地麵操控“天鏈”的北京空間信息傳輸中心，也為自己起瞭一個浪漫的代號“天路”，正是他們搭建起瞭天與地之間的高速通信鏈路。

同年9月27日，航天員翟誌剛的那句“我已齣艙，感覺良好！”從遙遠太空中的神舟七號艙外傳迴地麵，這是“天鏈”係列中繼衛星係統在載人航天任務中的“首秀”。

記者瞭解到，在神舟七號任務中，“天鏈”中繼衛星係統完整準確、高質量地接收和記錄瞭神舟七號飛行過程中7個圈次、近200分鍾的數據，交齣瞭一份完美的答捲。從那以後，中繼衛星係統在見證我國載人航天事業發展的同時，也在不斷優化提升，為航天任務提供越來越高質量的服務。

▲3顆天鏈衛星組網運行，正式實現瞭對中、低軌航天器近100%的軌道覆蓋率

2011年7月11日，天鏈一號02星發射升空，標誌著我國中繼衛星係統建設邁入瞭多星組網運行階段；2012年7月25日，天鏈一號03星發射升空。至此3顆天鏈衛星組網運行，正式實現瞭對中、低軌航天器近100%的軌道覆蓋率，也使我國成為世界上第二個擁有對中、低軌航天器具備全球覆蓋能力的中繼衛星係統的國傢。

▲神舟十號載人飛行任務中航天員王亞平進行太空授課

2013年，第一代天鏈衛星完成三星組網後，首次保障總書記與神舟十號航天員進行天地通話。也成功保障瞭航天員王亞平長達51分鍾的首次太空授課。

▲航天員首次天地同步收看新聞聯播

到瞭2016年11月的神舟十一號任務時，航天員景海鵬和陳鼕在天宮二號實驗艙內與地麵同步收看《新聞聯播》，這已經成為33天飛行期裏每天都可以進行的常規活動。此外在天宮二號與神舟十一號載人飛行任務中，“天鏈一號”衛星還為自動交會對接、手控交會對接、飛船撤離、返迴及搜救迴收提供瞭全過程天基測控服務。

▲天和核心艙

正是因為有這項更加成熟的通信保障技術，天地通話的畫麵和聲音都更加清晰、更加順暢瞭。2021年4月29日發射的空間站天和核心艙配置瞭多路高清攝像機和話音處理器，不僅能全方位、多角度地拍攝太空美景、展現空間站狀態，還能保障航天員實現與地麵的雙嚮高清視頻通話，相應的，也對數據傳輸速率提齣瞭更高要求。

當然，這不是問題。在2021年的神舟十二號任務中，我國自主研製的第二代中繼衛星“天鏈二號”01星，首次亮相載人航天任務。

▲2021年6月23日，中央總書記、國傢主席、中央軍委主席來到北京航天飛行控製中心，同正在天和核心艙執行任務的神舟十二號航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波親切通話。新華社記者鞠鵬（左圖）、嶽月偉（右圖）攝（拼版照片）

工程師秦銘晨告訴記者，二代中繼衛星係統具備更高速率的傳輸速度、更強能力的多目標支持，太空數據從被地麵站接收、傳給北京航天飛行控製中心，到根據不同標識自動分發，信號的奔走距離近10萬公裏，再加上處理和接收所用的時間，時延僅為秒級。“天路”雖然繁忙，但並不擁堵。

▲北京空間信息傳輸中心科技工作者

可以說天鏈衛星精準穩定的通訊保障，為人們搭起瞭一條條天地往返的“信息天路”，也為一代又一代中國航天員“保駕護航”使吟唱韆百年的“天涯若比鄰”成為現實！不管是此時此刻還是未來，“天鏈”中繼衛星係統都將會更好地為這些航天器提供高速、廣域、穩定的天基測控和數據中繼服務，一張通天蓋地的天路信息網正在嚮更遠更廣處延伸。