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資訊站/中國自主研發中繼衛星\香港STEM教育學會理事 林伯強老師

時間:2021-09-15 04:28:17來源:大公报

  圖:天鏈一號05星今年7月在西昌衛星發射中心成功發射,是中國第一代中繼衛星系統的第四顆裝備星。

  9月3日,中國三名航天員在天宮空間站跟香港學生進行「天地對話」,過程大約半小時,三名航天員逐一回答香港學生的提問,聲音和畫面非常流暢清晰,沒有出現延遲與卡頓的情況。這是因為中國採用了「天鏈中繼衛星組網」,這系統保障了地面與空間站數據的實時傳輸。

  回顧以往,中國在2003年發射的神舟五號載人飛船,中國航天員楊利偉在太空進行天地對話時,有着嚴格的時間窗口限制,因為當時中國沒有遍布全球的測控站和測量船。所以,只有當航天員進入中國領空範圍的時候,才能建立起短時間天地對話聯絡,但在其他時間便無法聯絡航天員,也無法了解他們的狀態。但是,隨着天鏈中繼衛星的發展,天地通訊的數據不僅沒有延遲,畫面也更加清晰。直到今天,中國已經做到了實時直播。相比之下,現時在太空運作的另一個空間站,國際空間站便出現通訊不靈的問題。除此之外,中國空間站還採用了國產麒麟操作系統,這系統不但使天地通訊暢通無阻,更能打破外國操作系統的壟斷。

  其實,中國的中繼衛星不但使天地對話能夠流暢進行,更用於月球探索領域之中。2018年5月,中國利用長征四號丙運載火箭在西昌衛星發射中心,把鵲橋號中繼衛星送到月球軌道。鵲橋號的任務是擔當嫦娥四號登月探測器的「傳訊者」。由於嫦娥四號在月球背面着陸,而因為月球自轉周期與繞地球公轉周期相同,所以嫦娥四號的通訊將會受到月球本身的阻擋。但是,鵲橋號中繼衛星能接收來自月球背面由嫦娥四號發出的訊號,然後再傳送回地球,這樣地面指揮中心便能接收到來自月球背面的訊號。月球中繼衛星是中國自主研發,就連美國與俄羅斯也沒有這種技術,反而需要求助於中國,才能進行月球背面探索。

  另外,中繼衛星也用於通訊廣播方面。根據物理學,無線電通訊使用電磁波來傳遞訊號,這些波是直線傳播的,因此它們會被地球的彎曲表面擋住。通訊中繼衛星通過傳遞地球表面的訊號來實現地面遠距離通訊。首先,地面通訊站發送微波訊號到太空的中繼衛星,然後中繼衛星把訊號轉發到另一個位於遠方的地面通訊站,這種通訊方法讓我們能夠和世界各地保持聯繫,使全世界也能收發來自中國的通訊。

  中國現時在中繼衛星技術上處於世界前列,使中國在衛星通訊、月球探測與天地對話的領域上都具有優勢。

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