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在太空享受(shòu)全(quán)WiFi智能家(jiā)居是什么体验?
来源: | 作(zuò)者:energy-448 | 发(fā)布时间: 1489天(tiān)前(qián) | 1068 次(cì)浏览 | 分享到:
通过天地通(tōng)信链路和视(shì)频通话(huà)设备,神(shén)舟十二(èr)号(hào)的飞行人员已经能够实现空间站(zhàn)与地面的双向视频通话和收发电子邮件,并可借(jiè)助视觉监视系(xì)统实现太(tài)空监测,还能通(tōng)过(guò)手持(chí)终(zhōng)端实现类似智能家居的控制。

6月17日9时22分,搭(dā)载神舟十二号载人飞船的长征(zhēng)二(èr)号(hào)F遥十二(èr)运载火箭,在酒泉卫星发射(shè)中心点(diǎn)火发(fā)射,顺利将聂海胜、刘伯明(míng)、汤洪(hóng)波3名航天员送入太(tài)空,飞行(háng)乘(chéng)组(zǔ)状态良好,发射取(qǔ)得圆满成(chéng)功。

15时54分,神州十二(èr)号采用(yòng)自主快速交会(huì)对接模式成功对接于天和核心舱前向(xiàng)端口,与此(cǐ)前已对接的天舟二(èr)号货运飞船一起(qǐ)构成(chéng)三舱(船)组合(hé)体(tǐ),整(zhěng)个交会对接过程历时约6.5小时。 

这是我国载(zǎi)人航天(tiān)工(gōng)程立项实施以来的第19次(cì)飞行任(rèn)务,也是继今年(nián)4月(yuè)29日与5月29日,我国先后成功发射空间站天和核(hé)心舱(cāng)和天舟二号货(huò)运飞船后,在空间站阶段的首次载人飞行任务。飞船(chuán)入轨后,将按照预定程(chéng)序,与(yǔ)天和(hé)核心(xīn)舱进行(háng)自主快速交会(huì)对接。不(bú)仅如此,组合体飞行期间,航(háng)天(tiān)员(yuán)将进驻天和核心舱(cāng),完成为期3个月的(de)在(zài)轨驻留。

 

对于载人航(háng)天(tiān)而言,各类最前(qián)沿科技的应用理(lǐ)所应当。事实(shí)上,通过天地通信链路和视频通话设备,神舟(zhōu)十二号的飞行人员已经能够实现空间(jiān)站(zhàn)与地面的双向视频通话和(hé)收(shōu)发电(diàn)子(zǐ)邮件,并可(kě)借(jiè)助视觉监视(shì)系统实现太空(kōng)监测,还能通过手持(chí)终端实现(xiàn)类似智能家居的控制。 通信系统:天(tiān)地信息传输(shū)的“高(gāo)速公路”

尽管目前的(de)空地通讯已(yǐ)经相对发达,但对于航(háng)空领域(yù)而言,尤其是在空间站中,想(xiǎng)要进行高水平的通(tōng)信并不容易(yì)。在神州十二(èr)及(jí)空间站的太(tài)空探索中,中国电(diàn)科网络(luò)通信(xìn)研究院(yuàn)(54所)研制的遍(biàn)布国内外的(de)通信测控(kòng)系(xì)统(tǒng),将在神舟十二号发射段、交会对接段、组合体在轨运行(háng)段、返(fǎn)回舱着陆(lù)搜索救援(yuán)段的全过程,发(fā)挥重要(yào)的通信和测控作用。 



 我们可以想象(xiàng),载人飞船和货运飞船均在宇宙中(zhōng)高速飞行,神州(zhōu)十二(èr)号若想(xiǎng)要与天舟二号(hào)进行交(jiāo)会,这就需要测控系统实时对飞(fēi)船进行测控。在此次神州十二(èr)及空间(jiān)站(zhàn)的任务中,统一(yī)测控系统通过对分布在酒泉(quán)、天津、青岛、厦(xià)门、渭南、智利等测控站(zhàn)点进行(háng)整合,这是因(yīn)为任何一个地面站都不可能(néng)随时与飞船(chuán)构成(chéng)通信链路,之后通过遥测(cè)、外测,即可(kě)对天舟二号和神舟十二号进行远距离引导,从而精确控制他们进入对接轨道。 在地(dì)面测控站(zhàn)的“可视范围”下(xià),空地通信优先采用地(dì)面设备。不过,测(cè)控系统则为(wéi)天地之间提(tí)供(gòng)了多条(tiáo)通信链路,有效支持天地(dì)之(zhī)间的话(huà)音、图像传输等服务;不(bú)仅如此,各(gè)测控链路(lù)之间互(hù)为备份,中继星也站得高、看得(dé)远,覆盖范围广(guǎng)。 


卫通站

此外(wài),卫(wèi)星通信(xìn)系统也是(shì)天地信(xìn)息传输的“高速公路”。 网络通信研究(jiū)院研制的天链一号地面终端站是数据(jù)中(zhōng)继卫星(xīng)系统(tǒng)的重要(yào)组成部(bù)分,是保证天地信(xìn)息传(chuán)输(shū)的关键。中继(jì)卫星数据传输容量(liàng)大、传输(shū)速度高(gāo),真正保障了天(tiān)地传输的(de)实现。不(bú)仅(jǐn)如此,天(tiān)链一号的地面终端站还(hái)采用了自主研制的全国产化平台监控系统,实现(xiàn)了链路资源的自(zì)动化分配及故障自(zì)动处(chù)置,提高了(le)任务运行的可靠(kào)性(xìng),缩短了任(rèn)务准备和(hé)故障处置时间。 



     
同时,天地通监控中心系统还可(kě)以实现(xiàn)音、视频图像(xiàng)的双向传(chuán)递,让(ràng)航天员和(hé)地面人员进行(háng)实时图像交互。 总而言之(zhī)天地通(tōng)监控中(zhōng)心系统(tǒng)在天与地之间(jiān)架起一座完整、清晰、流畅的宽带通信大桥;架设在(zài)太空36000千(qiān)米的三(sān)颗中继卫星组网(wǎng)运行,通过地面测控站,在天与(yǔ)地之间打造了(le)一条(tiáo)宽带、高(gāo)效、可靠的通信传输天路。 硬核技术:辅助航天员实现目标


在神州十二号的既定任务中,航天员将开展机械(xiè)臂操作(zuò)、太(tài)空出舱(cāng)等活(huó)动,而空间站的机械(xiè)臂也是本(běn)次(cì)飞行任务的一大亮点(diǎn)。 核心舱的天和机械臂是(shì)一款七自由度机械臂,采用了“肩(jiān)部3关节+肘部1关节(jiē)+腕部(bù)3关节”的(de)配置方案。全展开长度可达10.2米,其中,肩部与腕部的配置方案相同,各有一(yī)个(gè)末端执行器,用(yòng)于对接舱体表面的适配器,因此具备舱体表面爬行功能。 

    
 在(zài)这次任务中,天和机械臂就将辅助航天(tiān)员进行“太(tài)空漫步(bù)”,即支持航天员进行出(chū)舱活(huó)动。除了辅助出舱以外,天和机械(xiè)臂(bì)还能(néng)承担包括舱(cāng)外状(zhuàng)态监视(shì)检查(chá)、负载搬运、舱外设(shè)备安装、悬停飞行(háng)器捕获及辅助对接(jiē)等任(rèn)务。 而之(zhī)所以能够承担如此重任,也离不开天和机械臂专门(mén)配备的一套视觉监视系统(tǒng)。该系统通过在肩部、腕(wàn)部(bù)、肘部各自配置1台(tái)视(shì)觉相机,其中,肩部与腕部(bù)视觉相机是舱外状态(tài)监视(shì)与舱表状态(tài)检查的(de)主要设备,可用于检查空间碎片撞击、舱内气体泄露导致的失压(yā)问(wèn)题。 同时,天和机械臂(bì)具备承载25吨级舱段实施(shī)转位(wèi)对接的能力,将(jiāng)作为实验舱(cāng)转位对接的备份手(shǒu)段。 

     除(chú)天和机械臂外,航天员随身携带的骨传导耳机也是保障行(háng)动的关键,其可(kě)帮助航(háng)天员在各(gè)个舱段(duàn)都能顺利进(jìn)行通(tōng)话。 不仅如此,根据国际(jì)同(tóng)行的经(jīng)验,航(háng)天员在太空(kōng)中有相当一部分工作是(shì)进行舱内组装和维修,也就是完成空间站的建造任务,以及保持空间站十几年的运行,有很多组装和(hé)维护维修工作需要航天(tiān)员在太空中独立完(wán)成(chéng),其(qí)中有一(yī)些甚至需要出舱,在舱外完(wán)成。 



     仅在天(tiān)和核心舱中,就有1243台设备(bèi),这些设(shè)备的很多组装工作都需(xū)要(yào)航天员手工(gōng)完成。为了让航天员的(de)维修和组装工作(zuò)能够更加准确(què)、高效,设计师们从标志、颜色(sè)、外形(xíng)等(děng)方面(miàn)对要维修组装的设备、线缆和插头采(cǎi)取了一(yī)些措施(shī),确保航天员在太空(kōng)操作时“不(bú)看错、不误操作”。 全屋智(zhì)能家居:未来空间(jiān)站的标(biāo)配

       在此前首飞(fēi)成(chéng)功的长征五号B运载火箭上,搭载着(zhe)我国新(xīn)一代载人飞船试验船,试验(yàn)船完成了“时间触发以太网星载原型系统”试验任务。 据悉,此次完(wán)成试验的(de)“时间(jiān)触发以(yǐ)太网星载原型系统”,简单说就是科(kē)研人员在飞船上搭建了一个高速局域网(wǎng),将(jiāng)各(gè)个系统联通了起(qǐ)来。试验过程中,该系统完成(chéng)了时(shí)钟同(tóng)步、多源数据采样、高清(qīng)图像传输等功能验证,实现了系统(tǒng)间数(shù)据的高速(sù)传输;这是我国首次(cì)开展该技(jì)术的空(kōng)间(jiān)试验,标志着我国在该(gāi)领域具有了核(hé)心技术能力。与(yǔ)当前主流局域(yù)网速率相比(bǐ),该系统性(xìng)能提升了1000倍(bèi)。



     
事实上(shàng),空间站核心舱(cāng)已经实现WiFi覆盖。通过“时间触发以太网星载原(yuán)型系统(tǒng)”,航天员可以(yǐ)在空(kōng)间站里也形成(chéng)类(lèi)似(sì)智(zhì)能家居的智(zhì)能航天(tiān)器信息体系。例(lì)如,航天员人手(shǒu)配备了一台手持终端,可以根(gēn)据个人需求通过APP调(diào)节舱(cāng)内照明(míng),睡眠模式、工作模式、运动模式(shì),甚至(zhì)仅仅通过(guò)光线改变(biàn)即(jí)可调(diào)解情(qíng)绪,从(cóng)而避免由于长时间处于单调(diào)环境中(zhōng)所带来的不适。



       不仅如此,设计人员还在地面配备了一个(gè)和天(tiān)空中一模一样的空间站,以确(què)保在(zài)遇(yù)到(dào)突发情况时,地面人员(yuán)能(néng)够根据模拟空间站(zhàn)的实际(jì)情况,给太空中的航天员提供(gòng)强有(yǒu)力的地(dì)面支持。

 写在最后

       空(kōng)间站是人类探索浩瀚宇宙(zhòu)深空的唯(wéi)一前哨所。目(mù)前,全球(qiú)仅有(yǒu)中国空间站和美国及俄罗(luó)斯(sī)主导的国际(jì)空间(jiān)站。不过,美(měi)国(guó)、俄(é)罗斯已经先后开始退出该领域。随着(zhe)未来国际空间(jiān)站的退役,届时中(zhōng)国空间(jiān)站可能成为太(tài)空(kōng)中唯一的空(kōng)间(jiān)站。而随着各类新技(jì)术(shù)在空间(jiān)站的(de)不(bú)断应用,我国这一“太空之家”或也将发(fā)挥出(chū)越(yuè)来越大(dà)的价值(zhí)。

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