中青報·中青網(wǎng)記者 邱晨輝

3月23日，“天宮課堂”第二課在中國空間站開講。“天宮課堂”第二課的內(nèi)容要從400公里外的近地軌道傳回地球，不是一件簡單的事，這背后離不開一條高效、穩(wěn)定的通信傳輸“天路”。

要想完成這場天地通話，需要空間站、天鏈中繼衛(wèi)星和地面站的通信系統(tǒng)共同參與。記者從中國電科了解到，為實現(xiàn)天地互聯(lián)互通、即時通話，中國電科專門研制了天地衛(wèi)星通信系統(tǒng)，保證天地通信暢通無阻。

具體來看，為了完成地面人員與航天員之間的語音、圖像等信息傳輸任務(wù)，中國電科在陸海空天、國內(nèi)外各測控站點布設(shè)了多型號統(tǒng)一測控系統(tǒng)、遙測系統(tǒng)，這些地面測控系統(tǒng)與中繼衛(wèi)星，共同織就了立體通信測控網(wǎng)。

為實現(xiàn)高速率、大數(shù)據(jù)的傳輸，中國電科對衛(wèi)星通信設(shè)備硬件及軟件進(jìn)行了升級改造，采用自主研制生產(chǎn)的大功率功放和高速調(diào)制解調(diào)器，大大提升了衛(wèi)星通信傳輸能力，可滿足載人空間站長期在軌運行數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?

在搭建通信高速傳輸通道的同時，保障天地話音圖像高質(zhì)量傳輸也是重中之重。

為了給地面?zhèn)鬏斍逦漠嬅妫袊娍蒲兄屏硕喾N天地圖像編解碼終端，可適應(yīng)載人空間站多艙、多場景天地圖像傳輸要求，實現(xiàn)語音、視頻圖像的雙向傳遞，讓航天員和地面人員進(jìn)行實時交互，為天地聯(lián)通構(gòu)建可視化平臺。

在2013年的太空授課中，攝像機數(shù)量非常有限，艙外、艙內(nèi)各有兩個攝像機，再加上一個移動相機，一共只有5臺攝像機。這次“天宮課堂”連線中使用的攝像機種類繁多，有用于艙內(nèi)環(huán)境監(jiān)視的廣角定向攝像機，有用于細(xì)節(jié)監(jiān)視的變焦云臺攝像機，也有用于直播授課的便攜無線手持?jǐn)z像機。

高速通信處理器是天地通信的“利器”之一，它在中國空間站與地球之間架起一座無形的“鵲橋”，使得中國空間站上的圖像、話音數(shù)據(jù)以及其他載荷用戶數(shù)據(jù)，能實時、準(zhǔn)確地在這個無形“橋梁”上通過，傳送到地球。

在“天宮課堂”的授課中，航天員老師們與地面的學(xué)生交流，離不開中國航天科技集團八院電子所研制的空間站話音處理器。該話音處理器能實現(xiàn)中國空間站艙內(nèi)、艙間、天地、出艙，以及核心艙和神舟飛船之間的音頻通話，天地間實時通話的時延在1秒以內(nèi)。

專家表示，空間站話音處理器融合了低碼速率和高保真兩大音頻通話核心需求。與9年前的太空授課相比，在保證話音不失真的前提下，音頻壓縮程度提升了4倍，壓縮方式擴展到5種，容量上實現(xiàn)了29路話音數(shù)據(jù)實時處理，既可以構(gòu)建一對一的私聊環(huán)境，又能隨心所欲地建立群聊。

研發(fā)人員表示，以往，由于技術(shù)所限，天地通信只有一條“羊腸小道”，而今，中國空間站和地面的通信卻是一條實實在在的高速公路，圖像、話音數(shù)據(jù)都是這條路上的車輛。