3月23日 , “天宫课堂”第二课在中国空间站开讲 。 “天宫课堂”第二课的内容要从400公里外的近地轨道传回地球 , 不是一件简单的事 , 这背后离不开一条高效、稳定的通信传输“天路” 。
【摄像机|揭秘太空授课背后天地通信测控网】要想完成这场天地通话 , 需要空间站、天链中继卫星和地面站的通信系统共同参与 。 采访人员从中国电科了解到 , 为实现天地互联互通、即时通话 , 中国电科专门研制了天地卫星通信系统 , 保证天地通信畅通无阻 。
具体来看 , 为了完成地面人员与航天员之间的语音、图像等信息传输任务 , 中国电科在陆海空天、国内外各测控站点布设了多型号统一测控系统、遥测系统 , 这些地面测控系统与中继卫星 , 共同织就了立体通信测控网 。
为实现高速率、大数据的传输 , 中国电科对卫星通信设备硬件及软件进行了升级改造 , 采用自主研制生产的大功率功放和高速调制解调器 , 大大提升了卫星通信传输能力 , 可满足载人空间站长期在轨运行数据传输的要求 。
在搭建通信高速传输通道的同时 , 保障天地话音图像高质量传输也是重中之重 。
为了给地面传输清晰的画面 , 中国电科研制了多种天地图像编解码终端 , 可适应载人空间站多舱、多场景天地图像传输要求 , 实现语音、视频图像的双向传递 , 让航天员和地面人员进行实时交互 , 为天地联通构建可视化平台 。
在2013年的太空授课中 , 摄像机数量非常有限 , 舱外、舱内各有两个摄像机 , 再加上一个移动相机 , 一共只有5台摄像机 。 这次“天宫课堂”连线中使用的摄像机种类繁多 , 有用于舱内环境监视的广角定向摄像机 , 有用于细节监视的变焦云台摄像机 , 也有用于直播授课的便携无线手持摄像机 。
高速通信处理器是天地通信的“利器”之一 , 它在中国空间站与地球之间架起一座无形的“鹊桥” , 使得中国空间站上的图像、话音数据以及其他载荷用户数据 , 能实时、准确地在这个无形“桥梁”上通过 , 传送到地球 。
在“天宫课堂”的授课中 , 航天员老师们与地面的学生交流 , 离不开中国航天科技集团八院电子所研制的空间站话音处理器 。 该话音处理器能实现中国空间站舱内、舱间、天地、出舱 , 以及核心舱和神舟飞船之间的音频通话 , 天地间实时通话的时延在1秒以内 。
专家表示 , 空间站话音处理器融合了低码速率和高保真两大音频通话核心需求 。 与9年前的太空授课相比 , 在保证话音不失真的前提下 , 音频压缩程度提升了4倍 , 压缩方式扩展到5种 , 容量上实现了29路话音数据实时处理 , 既可以构建一对一的私聊环境 , 又能随心所欲地建立群聊 。
研发人员表示 , 以往 , 由于技术所限 , 天地通信只有一条“羊肠小道” , 而今 , 中国空间站和地面的通信却是一条实实在在的高速公路 , 图像、话音数据都是这条路上的车辆 。
中青报·中青网采访人员 邱晨辉
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