神十太空授课带来的思考

20日上午10时05分至55分，神十航天员王亚平在天宫一号上进行我国首次太空授课。此次太空授课主

要面向中小学生，讲授失重条件下的物体运动特点、以及液体表面张力作用等内容。

或许有人会认为这没什么实际意义，或许还会有人认为这不过是激发青少年航天热情的太空秀。太空授课看似是很简单的一项任务，但鲜为人知的是，这需要强大的航天测控能力在背后进行支持，特别是数据中继卫星的支持。

跟踪与数据中继卫星系统是为中、低轨道的航天器与航天器之间、航天器与地面站之间提供数据中继、连续跟踪与轨适测控服务的系统，简称中继系统。即一个\星-星-地\的通讯流程。

（好比：日常生活中打电话，手机先把信号给信号塔，在传到对方的手机上。之所以这样，是因为手机间的距离可能很远，手机不能把信号发送太远，需要一个中介。天宫一号就想手机，中继卫星就是信号塔。）(有人问为什么不直接把信号传到地球，答天宫一号运转很快，我们的检测站分布不够，至少需要100个，这需要巨额财产，我国不行，美国曾经试过也不行。）

中继卫星运行36000公里高度的静止轨道上，分布均匀的3颗卫星即可以基本实现对200-1200公里高度航天器运行轨道的全覆盖。相较地面、海上测控站点，数据中继卫星具有覆盖面积广、实时性高、经济性好等优点。

我国则分别在2008年和2011年发射了\天链一号\数据中继卫星的01、02星，天链一号03星在2012年7月25日发射成功，由此建立第一代数据中继卫星系统。 美国 6颗 俄罗斯 4颗以上 欧盟 2颗 日本 2颗 中国 3颗

数据中继卫星是个好东西，但技术难度却相当大，美国在60年代即成功发射静止轨道通信卫星，但在约20年后才拥有数据中继卫星。我国则直至去年才建立自己的数据中继卫星系统。 1、对航天器的捕获和跟踪

（卫星运转很快不好追踪，通讯距离远、通讯波束窄，这就对跟踪精度提出了极高要求，要达到0.06度。） 2、为了与众多中低轨道卫星通信，天线处于复杂的无规则的变速运动状态，天线的机械驱动机构不仅要精度高，而且要求在恶劣工作环境下长时间稳定运行，制造难度很大。 （天线想一个锅盖形状）

3、非线性结构的天线不规律的运动和振动，对卫星本体姿态控制也有很复杂的影响，对卫星控制也提出了很大的挑战

（手里拿个大锅盖乱甩，还得保持身体不动） 4、天线制造本身也是一个难题。

（要想精确传输大量信号，需要天线面积大，需要的频率很大：对天线形状精度要求高。数米直径的抛物面天线整体形面误差要低于0.1毫米，并且要在外太空高温差条件下长期保持这样的精度，其难度可想而知。）

所以，数据中继卫星可以称得上是当今技术含量最高的通讯卫星。我国在去年完成第一代\天链一号\数据中继卫星体系的建设，今年进行\太空授课\实则是对自己航天测控实力的一次展示。

每秒7.9公里天宫一号，美女宇航员王亚平长达40分钟不间断太空授课，展示中国军事航天TDRSS（卫星跟踪与数据中继传输）系统强大能力。40分钟，飞船正好跨越半个地球，相当于一枚洲际导弹从中国发射到美国，全程控制。稳定无缝的数据传输，用太空课堂秀肌肉，符合中国低调展示獠牙的一贯风格。能进行如此长时间、大容量、稳定的天地通信，主要依靠三颗天链中继卫星来保障，这是一个航天强国的绝对标志，也是中国军事航天的重大进步，更是硬实力的展现和炫耀，这40分钟一定给了美国佬深刻印象和强烈威慑。

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