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中继卫星对于中国载人航天未来发展至关重要

天链一号”实现全球组网运行,对中国载人航天未来发展至关重要。

中继卫星:架在太空的“桥梁”

近日,一枚阿特拉斯5型火箭搭载美国宇航局新一代跟踪与数据中继卫星TDRS—K,从卡纳维拉尔角的肯尼迪航天中心发射升空。

据了解,TDRS—K将定位在地面以上约3.568万公里的轨道,对应的地面位置为夏威夷附近,它携带着一个更高性能的太阳能电池板,可使卫星获得更加充足的动力。

目前,美国、欧盟和日本等都在发展新一代跟踪与数据中继卫星系统,天基测控将成为未来航天测控的重要发展方向。

它是“卫星的卫星”

跟踪和数据中继卫星(简称中继卫星)可为卫星、飞船等航天器提供数据中继和测控服务,极大提高各类卫星使用效益和应急能力,因此它也被称为“卫星的卫星”。

一般而言,中继卫星在地球同步静止轨道上运行,既能测控中低轨道用户航天器,又能联系地面,是沟通用户航天器与地面测控站的桥梁。

跟踪与数据中继卫星系统(Tracking and Dada Relay Satellite System,简称TDRSS)是20世纪航天测控通信技术的重大突破。其“天基”设计思想,从根本上解决了测控、通信的高覆盖率问题,同时还克服了高速数传和多目标测控通信等技术难题,并具有很高的经济效益。

鉴于此,世界各航天大国都在积极开展中继卫星的研发工作。目前,美国与俄罗斯两国的跟踪与数据中继卫星系统均已进入应用阶段,正在发展后续系统;欧空局和日本则采用了新的思路和技术途径;中国正在积极推进研究跟踪与数据卫星系统。

因为站得高 所以看得远

中继卫星相当于把地面上的测控站升高到了地球卫星轨道高度,与地面测控站相比,中继卫星“站得更高”,自然也能“看得更远”。它可以将中低轨道的卫星一览无余,并能将中低轨道产生的数据和中低轨道卫星需要的数据,并与地面测控站相连,能有效解决卫星数据传输的问题。

据了解,两颗中继卫星组网就能基本覆盖整个中、低轨道的空域。因此由两颗卫星和一个测控站所组成的跟踪和数据中继卫星系统,可以取代配置在世界各地由许多测控站构成的航天测控网。

相比一般的通信卫星,中继卫星有“三高”优势,即高动态、高码速率和高轨道覆盖率。

因此,中继卫星主要用于跟踪、测定中、低轨道卫星;为对地观测卫星实时转发遥感、遥测数据;承担航天器的通信和数据传输中继业务。

以往各类通信、导航、气象、侦察、监视和预警等卫星的地面航天控制中心,要通过一系列地面站和民用通信网进行跟踪、测控和数据传输。

而中继卫星可以摆脱对绝大多数地面站的依赖,自成独立的专用系统,更有效地为用户提供服务。

对中国载人航天未来发展至关重要

在我国载人航天发展过程中,最初没有中继卫星的支持,很多时候神舟飞船只能在进入地面测控站测控弧段时才能进行天地沟通。

而“天链一号03星”发射成功并与01星、02星实现全球组网运行后,中国航天测控的覆盖率可以达到近100%,也就是说能随时随地掌握天上航天器的动态。

这对载人航天是至关重要的,因为有我们的航天员在天上,不论在何时、何地,我们都应该能够清楚地知道他们的情况,为他们提供坚强的保障,确保他们的安全。中国天链一号卫星工程副总设计师刘晋指出,“天链一号”实现全球组网运行,对中国载人航天未来发展至关重要。

刘晋表示,未来的空间站是长期载人的飞行器,要保证随时与地面进行上、下行的数据传输和信息沟通。

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