神舟十二航天员搬新家,第一件事就是装WiFi,这背后有个浪漫的系统做支撑

钱江晚报

发布时间: 06-1912:25钱江晚报官方帐号

钱江晚报·小时新闻 综合报道

“神舟”十二升空,这是我国载人航天工程立项实施以来的第19次飞行任务,也是继今年4月29日与5月29日,我国先后成功发射空间站天和核心舱和“天舟”二号货运飞船后,在空间站阶段的首次载人飞行任务。

飞船入轨后,将按照预定程序,与天和核心舱进行自主快速交会对接。不仅如此,组合体飞行期间,航天员将进驻天和核心舱,完成为期3个月的在轨驻留。

3个月的时间,航天员完成试验之余,如何和地面、家人联系?

18日上午,“神舟”十二号航天员在空间站安装了无线WIFI设备,安装后他们可以和地面的工作人员、家人进行视频通话。果然,搬进“新家”的第一件事就是装WIFI。

移动Wifi:航天员新家用上“便民工程”

在中国空间站运行中,设计师们会给航天员预留一条私密语音通道,航天员可以在这里和家人打电话,“说悄悄话”,分享自己在太空生活的心情。

现在,天地通话已经升级成WiFi连线。

据北京航天飞行控制中心空间站任务总师孙军介绍,无线WiFi设备已经被带到太空,航天员乘组18日上午进行了安装。

随着10多年来我国无线通信和物联网技术的不断飞跃,设计师们在之前的总体设计方案上不断升级,采用全新的信息技术,让中国空间站有了“移动WiFi”,并创造了一个智能家居生活空间。

孙军介绍,天上的网和地面的网是连成一体的。有了WiFi之后,航天员就可为了提高航天员太空生活的“舒适度”。

在中国空间站里,设计师们给每一个航天员准备了一个手持终端,航天员可以根据个人需求通过APP调节舱内照明环境,睡眠模式、工作模式、运动模式……不同的舱内灯光和温度环境,能够调节航天员的情绪,避免长时间处于单调的环境所带来的不适,最大可能让长时间驻留太空的航天员有舒适的生活感受。

平时,航天员们都带着骨传导耳机,舱内的WiFi可以方便他们在站上各个舱段相互通话,而且他们在任何位置上也都可以与地面通话。

此次在中国空间站上,为航天员提供各种现代化的影音、通信以及网络设备,也是中国空间站上十分温馨的一项“便民工程”。

天链系统:空间站WiFi背后黑科技

在空间站里安装WiFi,能极大方便空间站里的数据传递。对于航天员的工作、科研和生活都有极大的便利,也方便与地面的天地数据交互。

WiFi本身只是个传递工具,WiFi背后需要地面信号基站、光纤网络、通信网络和最近特别火爆的星链类低轨卫星星座等支持。

只靠一个WiFi设备,就好比没有主机的电脑显示器,是没有任何意义的。所以,天宫能安装WiFi,本质上背后必须有方法把天地的信号通路给建好了,成为沟通天与地的烽火台。

天宫距离地球表面约400千米,每秒钟飞行7700米,采用绝大部分用户使用的传统基站、网线、光纤方式是不可能的。低轨卫星网络也无法提供有效服务。即便有很多地面基站,也有远望航天测量船,但显然不可能全球覆盖。

只有一个办法:把烽火台建得高一些。

这就需要涉及地球上一条最神奇的卫星轨道:地球静止轨道。这卫星的轨道非常高,远大于地球半径(6378千米),对地球的覆盖范围也很大。仅需要在不同经度的赤道上空布置3颗卫星,就能实现对地球全天候全天时的通信覆盖。飞行高度400千米的天宫想用的话,也就没有问题。

中国的这一套系统就是天链,是一套中继卫星通信系统。链接天地,天链这个名字太浪漫了。

天链一号01星:2008年4月25日发射;天链一号02星:2011年7月11日发射;天链一号03星:2012年7月25日发射;天链一号04星:2016年11月22日发射,参与组网并备份替换天链01星。

早期天链一号的三颗卫星分别在非洲、印度洋、太平洋上空,能保证系统覆盖范围。2019年3月31日,我国发射了新一代天链二号01星。它在任务规划、系统管理、业务运行上相比前一代系统取得了显著进步,数据传输速率和多目标服务能力也有较大提升。

天链系统发挥的作用,早在此前的载人航天任务中就体现得非常显著。

2003年,杨利伟进入太空时,必须依靠仅有的飞过中国上空的时间窗口,抓紧与地面通信,跟孩子家人见面。这个时间只能持续5分钟左右。到了天链系统启用之后,2013年6月20日的神舟10号,王亚平通过央视直播的方式,给全国中小学生进行了长达51分钟的太空授课。

而到了2016年11月的天宫二号+神舟十一号任务时,景海鹏与陈冬在任务的33天时间里,天天可以看《新闻联播》。

天链越来越成熟,应用范围也在逐渐增大。可以想象,在天链的支持下,不仅航天员会有更方便的工作环境、丰富多彩的娱乐生活和家庭互动等,我们也有更多机会跟他们互动。科学家们也会获得更大量、更及时的科研数据。

天链很香,天链并不简单,这背后是航天人了不起的贡献。

中国空间站:“全屋智能家居”版航天器

在此前首飞成功的“长征”五号B运载火箭上,搭载着我国新一代载人飞船试验船,试验船完成了“时间触发以太网星载原型系统”试验任务。

据悉,此次完成试验的“时间触发以太网星载原型系统”,简单说就是科研人员在飞船上搭建了一个高速局域网,将各个系统联通了起来。试验过程中,该系统完成了时钟同步、多源数据采样、高清图像传输等功能验证,实现了系统间数据的高速传输。

这是我国首次开展该技术的空间试验,标志着我国在该领域具有了核心技术能力。与当前主流局域网速率相比,该系统性能提升了1000倍。

事实上,空间站核心舱已经实现WiFi覆盖。通过“时间触发以太网星载原型系统”,航天员可以在空间站里也形成类似智能家居的智能航天器信息体系。

不仅如此,设计人员还在地面配备了一个和天空中一模一样的空间站,以确保在遇到突发情况时,地面人员能够根据模拟空间站的实际情况,给太空中的航天员提供强有力的地面支持。

对于载人航天而言,各类最前沿科技的应用理所应当。事实上,通过天地通信链路和视频通话设备,“神舟”十二号的飞行人员已经能够实现空间站与地面的双向视频通话和收发电子邮件,并可借助视觉监视系统实现太空监测,还能通过手持终端实现类似智能家居的控制。

空间站是人类探索浩瀚宇宙深空的唯一前哨所。目前,全球仅有中国空间站和美国及俄罗斯主导的国际空间站。不过,美国、俄罗斯已经先后开始退出该领域。随着未来国际空间站的退役,届时中国空间站可能成为太空中唯一的空间站。而随着各类新技术在空间站的不断应用,我国这一“太空之家”也将发挥出越来越大的价值。

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