科学探索|解密测控通信系统如何为神十三乘组保驾护航

2022年4月16日09时56分,神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,时隔17年,返回舱再次呈正立姿态平稳落地 。这次回家,飞船返回舱采用了“快速返回方案“,让航天员乘组以舒适、高效的方式返回地球 。实现安全返回,必然要有”绝技“保驾护航,今天就让我们一起来了解中国航天测控通信扮演的重要角色 。

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神舟十三号载人飞船返回舱顺利返回着陆
助力航天员完成返回前准备工作
在撤离之前,航天员需要完成一系列的准备工作,主要是空间站组合体无人驻留的状态设置,例如对暂时不用的工具和设备进行打包,固定好舱外航天服及出舱工具,对各类阀门进行调节等 。

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神十三航天员乘组在返回前整理物资
为了将这些工作一次做对、做好,在执行每一项操作时,在轨支持中心工作人员都需要与在轨航天员同步进行检查和确认 。在空间实验室时期,对于一些定向摄像机无法拍到的死角位置,由于地面工作人员无法看到具体画面,航天员只能依靠口头描述与地面相互确认,工作效率低 。如今在空间站核心舱组合体内,有了全覆盖的WIFI网络,航天员可以使用手持摄像机拍到舱内的任何一个角落 。

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【科学探索|解密测控通信系统如何为神十三乘组保驾护航】航天员翟志刚通过手持摄像机与地面沟通
通过天和核心舱强大的中继终端和天链中继卫星,图像将被实时传回地面,工作人员通过实时双向视频通话与在轨航天员高效协同,帮助在轨航天员又快又好地完成撤离前的状态设置工作 。

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返回前,地面工作人员与航天员天地通话
控制返回舱精准定位完成撤离
与神舟十二号不同,神舟十三号停泊于天和核心舱节点舱的径向对接口 。在分离撤离阶段,由于受到核心舱与货运飞船舱体及太阳帆板的遮挡,此时的飞船天线可能“看不见”头顶正上方的中继卫星,因此无法建立高速中继通信链路 。为了解决这一问题,飞船在从核心舱径向对接口分离撤离前,将与核心舱建立起双向高速点对点的空空通信 。此时的核心舱将肩负起“信使”的职责,将收到飞船的数据、图像与话音利用核心舱自己的中继链路传回地面,同时将地面要发给飞船的指令和话音代收并转发给飞船,直到飞船建立起自己的中继通信链路 。

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神舟十三号与核心舱径向对接
在撤离时,为了精确控制绕飞,飞船不仅需要知道自己在哪,还需要知道自己离核心舱有多远 。核心舱与载人飞船均配置有北斗导航定位接收机,借助我国的北斗全球导航定位系统,核心舱与载人飞船都能够准确、实时地知道自己的位置 。此外,核心舱还会借助空空通信告诉飞船自己在哪,这样一来,飞船便可以精确地控制自己绕开核心舱 。

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神十三载人飞船撤离后采用快速返回方案