张拯宁

给通信披上“航天外衣”

我们在地球上可以随时??机拨打电话，是因为城市?到处是?机基站，但?旦离开基站，通信服务就会中断。空间站在距离地球约400千米的轨道上绕着地球?速运动，肯定?法收到来自手机基站的信号。我们也不可能从空间站直接甩?根光纤到地?，即使这根光纤?头发丝还细，也需要超过400千米的长度才能到达地?。?前还没有任何?种材料具有这样的强度，更何况空间站还在绕着地球飞?，想从空间站给地球打电话可没有那么简单。

那么“天地通话”究竟是如何实现的？其实，载?航天使用的通信?段在原理上和地球上的其它?线电通信技术一样，只不过因为距离更遥远，所以地球安装的通信天线就要更?，发射功率也需要更?。2003年，中国第?位航天员杨利伟进?太空时就已经使?飞船上专?的通信设备，利?飞船经过中国上空的短暂时间窗口和家?打了?个5分钟时长的电话。

给手机基站“搬个家”

为了解决“天地通话”问题，就需要把地球上的“?机基站”搬到更?的太空中去。从2008年开始，中国先后发射了5颗天链卫星，专门为载?飞船和空间站提供通信中继服务。天链卫星运?在?种特殊的轨道——地球静?轨道上，它是位于地球?道上空35768千米的?个圆。这个轨道的神奇之处在于当卫星在静?轨道运?时，绕地球公转?圈的时间恰好和地球?转?圈完全相同，所以卫星相对于地球就是静?的。

地球靜?轨道最早由英国著名科幻作家阿瑟·克拉克提出

当轨道距离地球表??常?且没有遮挡时，望得也就更远，那么只需要间隔120度部署3颗卫星，理论上就可以覆盖地球绝?部分区域。天宫空间站?论运?到地球上空任何地?，都可以由在轨的天链一号03星、04星和天链二号01星组成的通信?络完美覆盖，像一个“太空基站”一样将核心舱与地面站连接起来，建立起一条太空“天路”。

太空“冲浪”不简单

有了天链卫星，航天员只需要在空间站?安装路由器，再带上设备，接入天地通信网络就可以“上网冲浪”了。然而，说起来简单，工程师在实际设计时并不是随便带?台路由器就可以。因为太空?有?能宇宙射线的辐射，这些?能粒?会击穿空间站的舱壁，最终打在电?设备的电路板上，有可能导致电路失效，所以必须采取防护措施。此外，带去的设备也要保证不会?扰到其它电?设备、电池也要确保安全等。

通过天地通话，地面和航天员之间可以直接交流，方便顺利完成载人航天的预定任务;也让航天员的家属与航天员不“断联”，为航天员提供坚实的心理支持;对于在地面上心系宇宙的我们来讲，实时联络可以更直观地了解航天员的太空生活、学习载人航天科技知识;而且在紧急情况下，实时联络也可以更好地处理异常情况，保证载人航天工程的顺利进行。希望有朝一日我们都能有机会，从太空给地球的朋友打电话。

天链中继卫星示意图