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雷达信号处理国家级重点实验室毕业生易予生参与航天重大工程,保障总书记与航天员天地对话

更新时间:2021-07-22 15:03 点击:

人物简介

易予生,现任航天科技集团五院空间站系统测控与通信分系统主任设计师。2005年9月进入西安电子科技大学雷达信号处理国家级重点实验室攻读硕士学位,2006年9月硕博连读,2010年3月博士毕业。
 

6月23日上午,习近平总书记来到北京航天飞行控制中心,同在天和核心舱执行任务的航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波天地通话。

图片来自央视网

6月23日,一场天地通话在中国北京与400公里外的太空之间上演。

9时30分左右,北京航天飞行控制中心,习近平总书记正在与首批进驻我国天和核心舱的3名航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波进行视频通话。大屏幕上,航天员的视频画面清晰,语音清脆响亮。

就在此刻,距地面约3.6万公里处,由3颗天链中继卫星组成的天基测控系统犹如一座“太空基站”,实时保障这场天地通话畅通无阻。

在这个人人离不开网络的时代,航天员是否能在太空用上Wi-Fi成为公众关心的话题。

据航天科技集团五院空间站系统测控与通信分系统主任设计师易予生介绍,在驻留空间站的3个月里,航天员通过站内通信网,不仅可以与地面进行语音视频通信、收发电子邮件,还可以收看电视节目,并与家人进行私密通话。“航天员家属在地面可通过专用话与航天员进行点对点私密通话,地面工作人员都听不到。”易予生说。
 

跨时空通信是怎么实现的?

易予生介绍,完成这场天地通话,需要空间站、天链中继卫星和地面站三者的共同参与。

在空间站天和核心舱上,10余台有线和无线网络摄像机、有线和蓝牙耳机、手机、PAD、笔记本电脑都可作为网络终端。这些终端将采集到的图像和话音数据通过有线或无线Wi-Fi的方式连接至舱内以太网交换机,通过高速通信处理器经中继链路传输到地面。就好比在地面上,我们打电话、发短信要通过手机天线一样,五院西安分院载人航天项目技术负责人余晓川介绍,空间站与地面的联系,绝大部分靠核心舱上的中继天线完成。

有了中继天线,就像把“手机”交给了空间站,能实时与地面取得联系。不仅如此,为了满足空间站在轨15年的使用寿命需求,研制人员还对天和核心舱的中继天线进行了可维修设计。这相比于之前发射型号在轨无法修复的设计而言可谓是一大突破。

“舱上有两套网络,一套是通信网,一套是载荷网,这两套网络在物理上是一起的、逻辑上是分开的,数据统一汇集到舱上的中继天线终端,通过中继卫星传到地面。” 易予生说。
 

“天链”搭建太空天路

不卡顿、不断网

3.6万公里高空,由天链一号03星、04星,天链二号01星组成的天基测控网就像一个“太空基站”,将核心舱和地面站连接起来,建立起一条太空“天路”。空间站与地面之间的语音、视频、电子邮件数据,以及下行的科学实验数据都走这条“天路”通过。

如此繁忙的“天路”,是否会出现拥堵现象?易予生表示,这条通信链路的下行速率是1.2G,与地面5G通信速率相当。中继卫星地面站实时接收太空数据,然后将数据传到北京飞行控制中心,再根据不同标识进行自动分发,时延仅为秒级。

在天链中继卫星投入使用之前,我国主要是通过地面测控站来实现对中低轨航天器的跟踪与监控。但是,中低轨航天器都是在200~2000公里的轨道上,只有很少一段时间能够与一个固定的地面测控站建立稳定的数据传输链路,信号中断是常有的事。

空间站在轨飞行,每90分钟就要绕地球一圈,天地通话是否可能出现中断现象呢?

“不可能。”易予生斩钉截铁地说,空间站稳定飞行之后,通过3颗中继卫星和核心舱的中继天线,天地测控覆盖率可达90%以上。“等到空间站三舱形成组合体后,通过另外两个舱中继天线偏装,测控覆盖率可接近100%。” 易予生补充说。

来源:中国航天报


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