航天专家解说“神舟”五号测控通信系统

“神舟”五号载人飞船升空以后，是怎么与地面指挥中心保持通信联络，同时将测控信号传输到地面的？记者日前就此采访了负责研制“神舟”五号载人飞船测控通信系统的重点研制单位之一——上海航天测控通信研究所研究员吕大奎。他为我们揭开了“神舟”五号测控通信系统的神秘“面纱”。

 
　　测控通信系统由庞大的地面测控网和飞船测控与通信分系统组成，它是“神舟”五号升空后，地面指挥中心与航天员保持联系、指挥飞船正常运行和安全返回的唯一通道。分系统上海研制部分总共有大大小小40多套设备。

　　在300公里高空“直播”

　　该系统的设计是在1992年开始的，当时数字图像技术和液晶显示技术在世界上刚刚起步，还不成熟，而俄、美等国航天系统使用的都是模拟传输技术。吕大奎说，当时研究者们认为，“神舟”飞船正式上天要在10年以后，也就是21世纪初，如果那时还用模拟技术肯定落后了。因此他们开始向数字图像压缩和传输技术攻关，1995年上海航天测控通信研究所终于攻克数字图像技术。

　　在刚研制成功的时候，数字图像传输还有大约一秒钟左右的“延时现象”，人讲话时话音已经传输过来了，但图像里人的嘴还张着，没有说完。经过反复攻关，现在“神舟”五号使用的技术已基本消除音像不同步的“延时现象”，尽管飞船在300多公里高的轨道上运行，看上去就同“实时转播”一样。

　　未来将实现数字双向传输

　　吕大奎透露说，“神舟”系列飞船的测控通信系统某些设备进行了多次的改进，现在的技术已非常可靠成熟。航天员在太空飞行时，无论是否穿航天服，都可以保证天地通信的畅通。但数字图像传输的单向性，意味着地面可以看到航天员的一举一动，而航天员无法看见地面指挥部的图像。吕大奎说，将来我国发展载人航天“第二步”——建设短期可以有人照料的空间站时，将实现数字图像的双向传输。

　　由于“神舟”飞船最初的设计是在10多年前进行的，当时国际互联网尚未普及，同时为了消息安全，飞船从物理上隔离与外部网络的联系，因此在“神舟”五号通信设施中没有考虑互联网服务，航天员在太空里无法上网和收发E-mail。也许在将来我国建造的空间站里，航天员们可以上网。

　　“神舟”五号的测控通信系统

　　USB波段信道这是统一的S波段信道。该信道是完成载人飞船天地间无线电测量跟踪和天地通信的主要通道，实现了统一S波段频率内的统一遥控、遥测、图像等信息传输，以及地面跟踪测量的任务，并达到了国际CCSDS标准。该系统还增加了上行的话音功能，实现了语音的双向对话。这是我国航天测控通信系统的首创。

　　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。

　　电视图像传输系统该系统将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。电视图像传输系统达到目前国际航天电视图像传输的先进水平。

　　话音传输有多个传输通道，能为空地提供可靠的话音双向传输。

　　飞船遥控覆盖飞船上升段、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”。

　　遥测传输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。

　　超短波通信系统主要用于双向的语音传输，下发航天员的各种生理数据，并提供飞船着陆定位信标。

　　短波通信由于它有一定的地波传输能力，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。