“太空群口相声组”顺利出舱!“天地通话”是如何实现的?航天员可以发朋友圈、打电话吗?

作者:张拯宁(中国空间技术研究院)据中国载人航天工程办公室消息 , 北京时间2021年11月7日 , 航天员翟志刚、王亚平身着我国新一代“飞天”舱外航天服 , 先后从天和核心舱节点舱成功出舱 , 中国首位出舱航天员翟志刚时隔13年后再次执行出舱活动任务;王亚平成为中国首位执行出舱任务的女航天员 , 迈出了中国女性舱外太空行走第一步 。翟志刚率先出舱 , 他出舱后报告:“我已出舱 , 感觉良好!”王亚平说 , “我一会儿出舱 , 感觉良好!”叶光富说 , “我下次出舱 , 感觉良好!”
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网友戏称他们是“太空群口相声组” 。
有人不禁疑问 , “太空群口相声”我们是如何听到的?在中国空间站 , 只要不忙 , 航天员随时可以给地球上的朋友打个电话、刷一刷朋友圈 , 这是怎么做到的呢?
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给通信披上“航天外衣”
【“太空群口相声组”顺利出舱!“天地通话”是如何实现的?航天员可以发朋友圈、打电话吗?】
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我们在地球上可以随时用手机拨打电话 , 是因为城市里到处是手机基站 , 但一旦离开基站 , 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高速运动 , 肯定无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一根光纤到地面 , 即使这根光纤比头发丝还细 , 也需要超过400千米的长度才能到达地面 。目前还没有任何一种材料具有这样的强度 , 更何况空间站还在绕着地球飞行 , 想从空间站给地球打电话可没有那么简单 。
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那么“天地通话”究竟是如何实现的?其实 , 载人航天使用的通信手段在原理上和地球上的其它无线电通信技术一样 , 只不过因为距离更遥远 , 所以地球安装的通信天线就要更大 , 发射功率也需要更大 。2003年 , 中国第一位航天员杨利伟进入太空时就已经使用飞船上专用的通信设备 , 利用飞船经过中国上空的短暂时间窗口和家人打了一个5分钟时长的电话 。
给手机基站“搬个家”
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天链中继卫星示意图为了解决“天地通话”问题 , 就需要把地球上的“手机基站”搬到更高的太空中去 。从2008年开始 , 中国先后发射了5颗天链卫星 , 专门为载人飞船和空间站提供通信中继服务 。天链卫星运行在一种特殊的轨道——地球静止轨道上 , 它是位于地球赤道上空35768千米的一个圆 。这个轨道的神奇之处在于当卫星在静止轨道运行时 , 绕地球公转一圈的时间恰好和地球自转一圈完全相同 , 所以卫星相对于地球就是静止的 。
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