展望宇宙通信

随着现代通信技术的发展，不仅人类社会的联系和沟通更加快捷，地球和宇宙空间的信息交流也更为方便和通畅。这表现在，地球上的人们不仅可以给远在太空的宇航员“打电话”，而且还能实现跨越亿万千米距离的宇宙通信。

　　2005年10月12日，我国成功发射了“神舟”六号载人飞船。10月15日下午4时28分，国家主席胡锦涛在北京航天飞行控制中心飞控大厅，向飞船上的两名航天员送上亲切的问候。虽然远隔千里，声音和面容却非常清晰，天地之间宛若一场面对面的交谈。这种通话，不是通过普通的电话线来完成，而是通过天地语音通信系统和专用宽带通信系统来实现的。这种系统由通信机房、数据传输机房、光纤网和分组交换设备以及卫星地面通信站，共同构成通信枢纽。地面通过这一枢纽，便可与航天员实现天地对话。

　　天地对话的实现，还需要强大的航天测控通信网来支持。目前，我国已经以西安卫星测控中心所属各地面测控站、大洋上的“远望”号测量船共4船9站搭建起了高效的载人航天测控网，实现了上升段完全覆盖、返回段保证关键点测控覆盖的设计要求。测控网就像一张百密无疏的恢恢天网，覆盖着五大洲、三大洋，始终掌控着神舟飞船的“一言一行”“、一举一动”。“天地通话”并不仅仅是简单地用于通话和问候。整个通信系统要完成控制中心、测控站以及航天器之间的信息传输，通过有线和无线信道把航天控制中心与各测控站、航天发射场以及回收区联系起来形成航天测控通信网，在载人飞船飞行中还要直接参与飞船整个运行的全过程，是载人航天工程不可分割的重要组成部分。

　　为了“天地通话”，在飞船上还专门安装了特有的无线电话通信设备和电视传输设备。飞船上每个航天员的头盔上及生活舱内，都配备了接收器(耳机)和送话器(话筒)以及传送、记录设备，在飞船飞行的各个阶段都可以进行航天员之间的通话交谈，而且这种交谈除了当事人听到外，还要记录在飞船的记录器上，同时送到地面，使地面指挥人员知道他们在说些什么，以便随时了解和掌握情况。另一方面就是航天员与指挥中心的通话，向地面报告飞船的工作状态和航天员自己对问题的分析意见、身体状况和感觉、请求完成某些动作或请求返回等，然后接受地面指挥员的命令。

　　2003年6月10日和7月7日，美国分别发射了“勇气”号和“机遇”号两个火星探测器。在“勇气号”和“机遇号”火星探测器相继登陆火星后，美国宇航局相继收到了它们发来的各种信息和图片资料。

　　可是，火星距离地球的距离大约有１亿多千米，火星探测器经过６个多月的飞行才到达那里。而且，无线电波信号从地球发射到太空，再从太空发送回来，衰减十分严重。接收到的功率仅仅是发射功率的二千万分之一，仅相当于一片雪花飘落在地面时所具有的能量。由此而言，解决宇宙空间的通信联络，是科学家需要急切探索的问题。

　　经过不懈的努力，人们终于通过“宇宙通信”无线电信号，使这一难题得到解决。宇宙通信具有同时性、广范围性、移动性和耐灾害性等许多优点，对补充和加强地面通信技术系统、观测地球环境和自然灾害等都有重要作用。

　　要接收来自太空的无线电信号，必须具备由灵敏度极强的天线、接收装置和高自动化软、硬件系统组成的“深层空间网”。据报道，目前投入工作的深层空间网，有分布在美国加利福尼亚沙漠、西班牙马德里市附近和澳大利亚坎培拉近郊的三个地面站。每个地面站负责全球大约120度经线范围内的无线电信号的接收和发送工作，以保证太空飞行器无论在哪里都能够与地球保持通信联系。地面站配备有直径为70米的巨型主天线以及直径分别为34米、26米和11米等中小型辅助天线，分别用以接收从太空飞行器发回地球的2.2千兆赫、8.4千兆赫或34千兆赫的特高频无线电信号。此次“勇气”和“机遇”火星探测器对地球的信息传送，主要就是由“深层空间网”来完成的。与此同时，在火星运行轨道上还有一艘“2001火星奥德赛”飞行器在发挥作用。这种环绕火星轨道运行的飞行器，是美国在2001年4月8日发射的。它的任务是在“勇气”、“机遇”火星探测器着陆后，利用特高频天线接收它们发出的无线电信号，然后向地球上的指挥部传送。同样，美国宇航局的科学家，向“勇气”和“机遇”号飞行器发出的工作指令和修补故障的程序，也通过它来完成。然后，再由“勇气”号和“机遇”号飞行器上的控制设备加以执行。有趣的是，每当“2001火星奥德赛”飞越火星上空时，“勇气”和“机遇”就发射信号；一旦飞过它们的头顶，“勇气”和“机遇”便停止信号发送，以便节省电力消耗。

　　现在，为了在信息技术领域赶超美国，日本政府计划建设高速度、大容量的“宇宙通信系统”。为此，今后５年内日本将投资3500亿日元，研制和发射10颗人造卫星，建成宇宙通信网。　系统建成后，将会在通信方面建成不受时间和地点限制的高级通信网络。在广播、电视方面将实现数字化、多频道化、高像质化及高现场感。在观测领域将建成高精度的卫星定位系统，可用于船舶和飞机通信、地图测绘、目标跟踪等各个方面；科学技术、卫生医疗、文化教育等事业也能利用这一高级通信系统。

　　[责任编辑]庞　云