“天地通话”为何画面这么清楚（天地通话的原理是什么）

三位宇航员首次与地球进行视频通话，且全程清晰流畅不卡顿，堪称“天地通话”，那么“天地通话”为何画面这么清楚?“天地通话”的原理是什么?这项技术的意义有多大?接下来我们来详细分析一下这项技术的相关知识。

“天地通话”为何画面这么清楚?

6月23日，中国空间站时代的首批宇航员汤洪波、聂海胜、刘伯明迎来在中国空间站度过了一个“精彩时刻”。上午9点35分，一个天地通话在北京和400公里外的太空上演。

许多观看直播的观众惊喜地发现，在这个天地通话里，声音和画面并没有出现卡顿现象，与过去相比，中国空间站上多个机位实时传输的画面和声音更加清晰。在北京太空飞行控制中中心指挥大厅的屏幕上，三颗中继卫星天链二号01、天链一号03和04被标记出来。以及渭南、厦门、纳米比亚等世界各地的监控站和远望6号测量船都在默默为这一历史性时刻提供保障。

“天地通话”的原理是什么?这项技术的意义有多大?

新一代“天链”首次参与载人航天任务

“由于中继卫星的三星组网，宇航员可以与地面通话更长时间。”北京空间信息传输中心的总工程师郑勇辉告诉《环球时报》记者，2003年，当中国的第一位宇航员杨利伟进入太空时，曾数次进行天地通话，但每次都有严格的时间限制。

据了解，中国载人航天工程初期主要采用陆海基测控的全球通信链路。由于中国没有遍布世界各地的测控站和测量船，轨道高度为300~400公里的航天器受到地球曲率和视野的影响。只有进入中国测控站(船)的视野，才能在飞行弧内建立短暂的天地交流。在视野弧外，飞船和宇航员的状态几乎是地面人员所不知道的。

为了改变这种状况，继卫星系统项目之后，中国“天链一号”中继卫星系统工程正式成立。2008年至2019年，五颗“天链”两代卫星成功进入太空。他们不断发挥高轨道覆盖和高速大容量数据传输的优势，为载人航天任务提供安全可靠的天基测控和数据中中继服务，大大增加宇航员与地面通话的时间。

2013年实现了三星打造的中继卫星系统，首次保障了地面与航天员的天地通话，画质清晰，语音流畅……来自地面的问候和期待第一时间传递到了天空。

“这次，中国自主研制的第二代中继卫星‘天链二号’01星首次参加了载人航天任务。有了它，天地之间的音频和视频传输速率更高，天地之间的通信效果和通话持续时间都可以得到改善，”郑勇辉说

中国空间站的带宽比国际空间站速率高

据环球时报记者报道，首次参与载人航天任务的天链二号01是我国第二代中中继卫星，具有全景波束覆盖范围更广、传输速度更快、多目标支援能力更强的特点。在与天链联网组成天地链路，后，该“天链”系统已成为神舟12号载人飞船与核心舱自主快速交会对接的主要测控通信系统。

在这个“天地通话”中，它由轨道高度为40000公里的天链一号03星、04星和天链二号01星组成“太空基站”在中国空间站的核心模块和地面站之间建立网络连接。空间站和地面之间的语音、视频和电子邮件数据，以及下行科学实验数据，都可以通过这条链路高速传输。

航天科技集团第五研究院空间站系统测控通信子系统总设计师易予生在接受媒体采访时表示，空间站和核心舱可以使用10多台有线和无线网络摄像头，以及手机、pad、笔记本电脑等移动设备作为网络终端。这些终端通过有线或无线Wi-Fi将采集的图像和语音数据连接到舱内以太网交换机，然后通过高速通信处理器通过中中继链路传输到地面。

这个中继通信链路的下行速率是1.2G，相当于地面5G的通信速率。中继卫星地面站实时接收空间数据，然后将数据传输到北京飞行控制中心，然后根据不同的标志自动分发，延迟只有几秒钟。

此外，中国空间站稳定飞行后，通过三颗中继卫星和核心模块中的中继天线，天地测控覆盖率可达90%以上。空间站的三个舱组成组合体后，通过在另外两个实验舱中偏置安装中继天线，测控覆盖率可接近100%。易予生补充说，在中国空间站一个半小时环绕地球的过程中，天地通话之间不会有任何脱节。

此前，中国空间站天河核心舱副总设计师柏林厚在接受环球时报记者采访时表示，将最新的信息技术应用于中国空间站是中国空间站相对于其他在轨空间站的独特优势。柏林厚说，应用在中国空间站的信息技术现在比国际空间站有更好的带宽率，天地之间高速网络的概念已经应用于中国空间站。