星地之間架起信息之橋默默奉獻的“天鏈”中繼衛(wèi)星

林寬雨

2019年3月的最后一天，我國西昌衛(wèi)星發(fā)射中心又傳來了一個令人振奮的消息——“長征三號乙”運載火箭將“天鏈二號01星”送入太空，衛(wèi)星成功進入地球同步軌道，我國“天鏈”中繼衛(wèi)星系統(tǒng)就此拉開了更新?lián)Q代的序幕。即便已經(jīng)到了更新?lián)Q代的時候，相信還有很多人對“天鏈”中繼衛(wèi)星很陌生，那就讓我們一起來了解一下它們吧。

關于中繼衛(wèi)星的那些事

在介紹今天的主角“天鏈二號01星”之前，咱們先花點時間來了解一下中繼衛(wèi)星。

啥是中繼衛(wèi)星

中繼衛(wèi)星從本質(zhì)上來說也是一種通信衛(wèi)星，只是和那些在衛(wèi)星地面接收站之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的通訊衛(wèi)星不同，中繼衛(wèi)星是在中低衛(wèi)星、飛船等飛行器之間轉(zhuǎn)發(fā)信息。因為工作對象的特別，中繼衛(wèi)星也被形象地稱為“衛(wèi)星中的衛(wèi)星”。

為啥需要中繼衛(wèi)星

地面明明有衛(wèi)星接收站，為什么還需要中繼衛(wèi)星來幫忙轉(zhuǎn)發(fā)信號呢？簡單來說是因為大多數(shù)衛(wèi)星都處在低地球軌道，它們的運動速度非常快，用幾個小時就可以繞地球一圈;而地面接收站因為人類活動區(qū)域、領土限制、資金成本等原因沒辦法一直接收衛(wèi)星信號，它們只能和大多數(shù)衛(wèi)星保持每圈大約十幾分鐘的聯(lián)系，這樣的情況顯然是置身于太空中的宇航員和地面的工作人員所不想看到的。中繼衛(wèi)星恰好可以解決這個問題，一般只需要3顆中繼衛(wèi)星就可以實現(xiàn)對地球的全覆蓋。有中繼衛(wèi)星存在，衛(wèi)星只要把天線對準它就可以和地面接收站取得聯(lián)系啦。

中繼衛(wèi)星發(fā)展史

世界上第一顆中繼衛(wèi)星是美國于1 983年發(fā)射的“TDRS-1”，它被“挑戰(zhàn)者”號航天飛機送上太空后，由一枚太空火箭推入印度洋地區(qū)上空的地球同步軌道。“TDRS-1”是世界上首顆同時采用S、C、Ku這3個頻段的通訊衛(wèi)星，據(jù)說它的能力超過了美國當時所有地面監(jiān)測網(wǎng)的通訊能力，第一次讓人們見識到了中繼衛(wèi)星的實力。

1985年，世界上第二顆中繼衛(wèi)星從蘇聯(lián)升空，這顆編號為“宇宙1700”的中繼衛(wèi)星.設計壽命為5年，主要服務于“和平”號空間站，在它的幫助下， “和平”號空間站每繞地球一周可與地面通信40分鐘。

當歷史的車輪轉(zhuǎn)到2008年，我國的第一顆中繼衛(wèi)星——“天鏈一號01星”發(fā)射成功，我國航天正式邁入太空中繼時代。隨著2011年“天鏈一號02星”、2012年“天鏈一號03星”的發(fā)射，中國成為世界上第三個擁有覆蓋全球的太空中繼衛(wèi)星網(wǎng)絡的國家。

“天鏈二號”：新—代中繼衛(wèi)星代表

和其他中繼衛(wèi)星一樣，中國的“天鏈”同樣需要更新?lián)Q代，在“天鏈一號04星”升空的3年后，作為新一代中繼衛(wèi)星代表的“天鏈二號01星”成功升空。如果說“天鏈一號”實現(xiàn)了我國中繼衛(wèi)星從無到有，那么“天鏈二號01星”便是我國中繼衛(wèi)星從有到強的開始。作為我國第二代數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)的第一顆衛(wèi)星， “天鏈二號01星”將為載人航天器、衛(wèi)星、運載火箭、空間技術實驗室等提供數(shù)據(jù)中繼和測控服務。相比于“天鏈一號”，“天鏈二號01星”在很多方面都有了提升。比如，在性能上，采用能力更強的“東方紅四號”平臺研制的“天鏈二號01星”，相比采用“東方紅三號”衛(wèi)星平臺研制的“天鏈一號”系列中繼衛(wèi)星，在設計壽命和載荷承載能力等方面都有了明顯的提升。另外，在傳輸速率、服務目標、覆蓋范圍等方面， “天鏈二號01星”都表現(xiàn)得更加出色。

俗話說，長江后浪推前浪，但“天鏈二號01星”并沒打算讓“天鏈一號”中繼衛(wèi)星集體“下崗”。“天鏈二號01星“能夠和“天鏈一號”衛(wèi)星系統(tǒng)相互兼容，未來它們將會相互配合，共同發(fā)力，為我國數(shù)據(jù)中繼和測控等方面提供更好的服務。

“天鏈”中繼衛(wèi)星的貢獻

說了這么多，大家可能還是不太清楚，“天鏈”中繼衛(wèi)星的貢獻究竟有哪些。也難怪，誰讓這個家族的“工作者”總是默默付出，下面咱們就從載人航天的角度去真實感受一下它們的價值所在。

相信很多人都會記得，在2003年10月15日，楊利偉乘坐“神舟五號”飛船首次進入了太空，讓中國航天事業(yè)向前邁進了一大步。但楊利偉和地面人員通話的不易可能很多人都忘記了。那時中國天地通話技術才剛剛起步，通話的時候不僅畫質(zhì)差、只能單向視頻通話，每一次的通話時長還受到嚴格的限制。在楊利偉飛行到第8圈的時候，他與家人進行了通話，然而整個通話時長只持續(xù)了4分50秒。而隨著“天鏈”家族的壯大，這樣的情況發(fā)生了很大的改變。在“天鏈”中繼衛(wèi)星的默默幫助下，2013年， “神舟十號”女航天員王亞平給全國中小學生進行了長達51分鐘的太空直播。到了2016年，在執(zhí)行“天宮二號+神舟十一號”的任務時，在空間實驗室的景海鵬和陳冬更是把觀看《新聞聯(lián)播》當成了每天必做的“娛樂”項目。

從“神舟五號”到“神舟十號”“神舟十一號”， “天鏈”中繼衛(wèi)星所帶來的改變顯而易見。據(jù)說，“天鏈一號05星”“天鏈二號02星”“天鏈二號03星”還在研制當中，相信未來的“天鏈”家族一定會更加強大，地球和太空之間的溝通在這些橋梁的聯(lián)通下一定會更順暢。（責任編輯：司明婧 責任校對：曹偉）