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揭开测控通信系统面纱 上海专家详解神六"五官"
[我要留言] 选稿:吴晨 来源:东方早报 作者:陈斌 2005-9-30 9:41:02
 

  

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图片说明:2003年11月13日,在上海科技馆市民争睹“神五”风采。据悉,“神六”在外形上与“神五”没有差别。

    [请点击进入专题:神州六号今秋载人航天飞行] 

    据报道,最快下月中旬,两名航天员将搭载“神舟六号”作近5天的太空遨游。在这段时间内,九霄云外的飞船如何与地面保持联系?承担“神六”测控通信9个子系统的上海航天测控通信研究所的科研人员昨日向早报记者讲述了飞船和地面之间千丝万缕的关系。

  眼睛

  “直播”航天员一举一动


  在300多公里高空的“神六”飞船内,航天员的一举一动在地面的屏幕上清晰可见,而这便将由测控通信系统中的“眼睛”来实现。据专家介绍,实现“眼睛”的功能主要通过飞船内部的摄像机、图像压缩传输系统、数传系统和地面接收播放系统联合完成。

  据了解,“神六”向地面的数据传输总带宽为每秒2M,而其中用于画面传输704k,用于画面所带声音64k。随着我国图像压缩技术的发展,704k能够传回的图像已经相当清晰。

  嘴巴和耳朵

  落地后“发话”以供搜索


  在无比冷清的太空中,能够听到地面的声音对于航天员来说是一种心理的慰藉。而在航天员的训练测试过程中,能否顶住心理压力也是最为重要的环节之一。据专家介绍,“神六”设计了声音传输的“多保险”,以保证“热线”的畅通。

  据了解,在飞船上的话音通信器将涵盖模拟话音和数字话音,其中数字话音包括16kbps、32kbps、64kbps等多个通道。而通过短波传输的模拟话音将作为应急通道,专家解释,这是因为短波具有覆盖面宽的特点。

  据专家介绍,本次“神六”除了宇航服上的通讯设备外,还特别准备了耳麦。据了解,杨利伟在“神五”21小时的太空之旅中近10千克宇航服始终未能离身,而即将升空的“神六”航天员则可不必再受这份“煎熬”,在进入太空舱后他们即可脱下身上的宇航服,换上连身操作服、戴上耳麦“轻松上阵”。

  而除了在空中以外,“神六”的“嘴巴和耳朵”在返回地球时也将派上大用场。据透露,在本次“神六”返回舱归来的时候,落地后其将通过短波向四周发出模拟话音,等待搜索部队的来到,而这也是因为短波具有适合地面传输的特点。

  一双无形之手

  可遥控飞船姿态开关


  在“神六”的飞行过程中,测控通信系统中的“USB波段信道”和“C波段信道”能将飞行速度、距离、方位等信息传回地面指挥中心。据专家介绍,这两条信道就像马路上的主干道和辅助通道,负责将各类信息畅通的送往地面。

  而在地面收到具体信息后,便能通过USB应答机将指令或者数据传输至飞船上,从而可以遥控飞船姿态和各仪器开关。

  神经

  在地面“触摸”航天员脉搏


  在“神舟六号”飞船上,有一个超短波通信系统,它能够让地面上工作人员了解到航天员的身体状况。据专家介绍,该系统通过特殊的传感器,把航天员的生理数据监测下来。地面生物和医学专家可以收到航天员的脉搏、血压,以及全身各器官的生理反应,从而对航天员的身体状况了如指掌,并及时给出合理的保健建议。除此以外,这些数据还能为未来建立空间站积累资料。

  据了解,为避免突如其来的外在干扰,研究人员准备了多种方案保证万无一失。短波、超短波、S波段、C波段以及各种不同频率的波段将能够保证各类数据畅通地传输到地面。

  神六测控通信系统中由上海研发的9大子系统

  1.USB波段信道:完成载人飞船天地间无线通信主通道,能够实现遥控、遥测、图像传输、双向通话、地面跟踪测量任务。

  2.C波段信道:主要用于飞船的测轨,将返回舱的飞行速度、距离、方位等信息传递回地面指挥中心。其同时作为USB波段信道的辅助。

  3.图像传输系统:摄下航天员在太空飞行时的画面,并进行数模变换、压缩,并进行对地实时传输。

  4.话音传输系统:有多个传输通道,能为空地提供可靠的话音双向传输。

  5.飞船遥测系统:用于显示飞船中各种设备的工作状态,地面控制中心的专家通过数据判读,可以知道飞船上的各种设备工作和飞船运行姿态是否正常。

  6.飞船遥控系统:其能够覆盖飞船上升段、运行段、返回段、回收段等过程。主要用来发布各种飞行指令,注入飞船计算机工作所需要的数据。在飞行中,万一飞船个别设备发生故障,计算机将为航天员提供如何克服故障的“菜单”。

  7.超短波通信系统:负责传输航天员的各种生理数据。

  8.短波通信系统:具有较强的地波传输能力,可比其他信道传得更远,用于应急通信,同时还能传送GPS定位信号,在返回舱着陆后能为地面搜索人员提供所在位置的经纬度。

  9.天线

  备注:整个测控通信系统除了上海的9大子系统外,还包括北京相关机构研发的GPS定位系统、频率综合器等。

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