12月9日15时40分，“天宫课堂”第一课在空间站正式开课。神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在轨展示了中国空间站工作生活场景，演示微重力环境下细胞学实验、物体运动、液体表面张力等现象，并与地面课堂进行实时交流。

为实现天地互联互通、即时通话，中国电科研制的通信测控系统在天地之间打造了一条宽带、高效、稳定的通信传输“天路”，满足“超长待机”需求。

1、这场天地通信传输高速天路是如何建立的？

“在陆上测控站、中继卫星系统中，中国电科从不同维度编织了一条实现100%覆盖的测控通信网。”中国电科测控专家陈建民告诉记者，遍布各个测控站点的统一测控系统，与架设在太空36000公里的中继卫星组网运行，在天与地之间打造了一条宽带、高效、可靠的通信传输天路，提供天地之间的图像传输。

中国电科研制的天链一号地面终端站是数据中继卫星系统的重要组成部分，是保证天地信息传输的关键。陈建民介绍，为适应空间站任务需求，中国电科对天链一号地面终端站进行了升级改造，实现了链路资源的自动化分配及故障自动处置，提高了任务运行的可靠性，缩短了任务准备和故障处置时间。

“天地链路的互为备份，可保证无论飞船飞行轨道和位置如何变化，都能让地面稳定地接受信号，支撑完成太空授课。”陈建民说。

2、即时通信的实时交互又是如何实现呢？

卫星通信装备作为天地间的“顺风耳”和“千里眼”，是天地话音图像的管理和指挥中心，负责将各测控站点的话音、图像、测控等关键数据发送至中心，为指挥决策提供支持。

“为适应载人空间站和神舟飞船任务对通信系统的要求，中国电科新建了多套固定站、车载站和便携站，并对卫星通信设备硬件及软件进行了升级改造。”陈建民说，“在新建和升级后的系统中，采用自主研制生产的大功率功放等设备，系统传输容量提升5～10倍，卫星通信传输能力大大提升，可满足载人空间站长期在轨运行数据传输的要求。”

“要想在电视上看到清楚画面，需要天地图像编解码终端对音视频进行编码压缩。”陈建民介绍，中国电科新研制的多种天地图像编解码终端，可适应载人空间站多舱、多场景天地图像传输要求，完成低速图像、高清图像及全景图片等各类图像信息的传输，为天地之间联通构建可视化平台。

3、3星1站搭建太空天路

地面如何与太空中的航天员保持有效联络和稳定通话？这曾是长期困扰中国航天人的一大难题。

在2003年杨利伟搭乘神舟五号进入太空时，那时的天地通讯技术还不发达，天地通话有着十分严格的窗口时间限制，而且杨利伟在太空中也看不到来自地面指挥中心的画面，仅仅只能够实现时间很短的语音通话。而到了2016，天宫二号与神舟十一号载人飞船的飞行任务，就是完全的另一番光景。航天员景海鹏和陈冬用上了最新的中国航天通讯设备，在新技术的加持下完全能实现“天地双向视频通话”，只不过这一时期的视频通话质量还不够清晰，这是因为数据上传下行的速率不够高所导致的，只能支持低清晰度的双向视频通话。

中国的航天科技在不断发展进步，从2016年到今天虽然只有短短5年，但是如今神舟十二号以及天宫空间站的通讯技术却得到了巨大的革新。在本次的天地双向视频通话中，中国航天成功实现了地面与空间站的双高清视频数据传输。

据中国空间站设计人员透露，目前中国空间站的通信链路下行速率是1.2G，这一速度和地面的5G传输速度相当。换句话说，中国航天员们即便是在空间站里，也能享受到和地面5G一样畅通无阻的上网速度。纵使是放眼全球范围内，能够做到这一点的也就只有我们中国航天。相比较之下，国际空间站的网络下行上传速率还不及地面4G速率标准，差距之大可想而知。

之所以能够实现如此高效率的传输速度，这和中国航天新搭建的3星1站通讯系统密不可分。目前，由天链一号03星、04星、天链二号01星组成的天基测控网，与地面站构成了一整套完善高效的数据传输与通讯体系。在接入中国空间站之后，为入驻空间站的航天员们带来了全新的数据传输与通讯体验，速率得到了前所未有的提高。

据设计师介绍，得益于“3星1站”新体系的加持，航天员们不但可以实现高清级别的天地双向视频通话，还可以使用笔记本电脑上网，在线收听音乐、看电影、看电视节目，与家人的通话也是畅通无阻。在目前的“3星1站”体系加持下，天地测控覆盖率可以达到90%以上，而等到空间站三舱形成组合体、建设完毕之后，届时的测控覆盖率将会达到接近100%的程度，中国空间站将不会有通讯断档期，随时都可进行高清水平的天地双向视频通话，这是中国航天的又一次重大成就。

文章来源： 迷彩虎，光明日报