6月20日，中國(guó)進(jìn)行了首次太空授課，時(shí)長(zhǎng)近一小時(shí)。長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定天地視頻傳輸，全靠在天空的3顆天鏈衛(wèi)星以及地面測(cè)控站。這是中國(guó)版TDRSS（衛(wèi)星監(jiān)測(cè)與中繼系統(tǒng)）的首次展示。
天宮一號(hào)與神舟10號(hào)的組合體每秒飛行7.9公里，40分鐘不間斷太空授課，展示中國(guó)軍事航天衛(wèi)星跟蹤與數(shù)據(jù)中繼傳輸系統(tǒng)強(qiáng)大能力。40分鐘，飛船正好跨越半個(gè)地球，相當(dāng)于一枚洲際導(dǎo)彈從中國(guó)發(fā)射到美國(guó)，全程控制。
TDRSS是跟蹤和數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng) 【tracking and data relay satellite】的縮寫(xiě)，指的是轉(zhuǎn)發(fā)地球站對(duì)中、低軌道航天器的跟蹤、遙控信息和轉(zhuǎn)發(fā)航天器發(fā)回地面的數(shù)據(jù)的通信衛(wèi)星。所以中繼衛(wèi)星又被譽(yù)為“衛(wèi)星的衛(wèi)星”。
在沒(méi)有數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星之前，衛(wèi)星數(shù)據(jù)要傳輸?shù)降孛?，就要建立眾多的地面測(cè)控站，要實(shí)現(xiàn)不間斷傳輸，理論上需要在地球表面不同位置建立100個(gè)以上的測(cè)控站。這是任何國(guó)家都難以做到的。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，美國(guó)人在60年代就提出了中繼衛(wèi)星的概念，將中繼站放到太空。1983年發(fā)射了第一顆跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星TDRS-1，開(kāi)創(chuàng)了天基測(cè)控新時(shí)代，90年代建立起第一個(gè)TDRSS系統(tǒng)。而我國(guó)在此次神十中使用的天鏈系統(tǒng)，就是中國(guó)的首個(gè)TDRSS。
在央視對(duì)神十發(fā)射的直播中，屏幕右上角有時(shí)會(huì)出現(xiàn)“天鏈”字眼，這是表示當(dāng)時(shí)的視頻信號(hào)來(lái)自"天鏈一號(hào)"數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星的轉(zhuǎn)發(fā)。我國(guó)直至去年才實(shí)現(xiàn)3顆天鏈衛(wèi)星的組網(wǎng)。
我國(guó)分別在2008年和2011年發(fā)射了"天鏈一號(hào)"數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星的01、02星，天鏈一號(hào)03星在2012年7月25日發(fā)射成功，由此建立第一代數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)。
與普通通信衛(wèi)星相比，數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星需要克服的第一個(gè)技術(shù)難題是對(duì)航天器的捕獲和跟蹤。中繼衛(wèi)星與航空體之間進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸，對(duì)跟蹤精度有極高要求，要達(dá)到0.06度左右。
中繼衛(wèi)星為了與眾多中低軌道衛(wèi)星通信，天線處于復(fù)雜的變速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而且要求在惡劣工作環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，制造難度很大。要在外太空高溫差條件下長(zhǎng)期保持這樣的精度，其難度可想而知。
所以，數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星可以稱(chēng)得上是當(dāng)今技術(shù)含量最高的通訊衛(wèi)星。我國(guó)在去年完成第一代"天鏈一號(hào)"數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星體系的建設(shè)，進(jìn)行“太空授課”實(shí)則是對(duì)自己航天測(cè)控實(shí)力的一次展示。
在當(dāng)今世界上，有自己的TDRSS系統(tǒng)的只有中美俄三國(guó)國(guó)家，歐洲和日本雖然也有自己的TDRSS衛(wèi)星，但均只有兩顆，達(dá)不到全球覆蓋的程度。圖為我國(guó)天鏈與美國(guó)TDRS的對(duì)比，差距較大。
建立完善的TDRSS系統(tǒng)，不僅在航天領(lǐng)域有用，在軍事偵察和測(cè)控制導(dǎo)方面更是作用巨大。試想下美國(guó)的空天飛機(jī)X-35B，經(jīng)過(guò)TDRSS的控制，可以在太空任何一個(gè)位置完成偵察打擊任務(wù)。
利用TDRSS的強(qiáng)大數(shù)據(jù)傳輸和實(shí)時(shí)監(jiān)控能力，解放軍可以通過(guò)實(shí)時(shí)衛(wèi)星偵察系統(tǒng)偵察美國(guó)的某個(gè)基地或某個(gè)度假山莊。與高分、北斗等其他系統(tǒng)組合后，能想象是怎樣一個(gè)場(chǎng)景嗎？
美國(guó)在自己的TDRSS系統(tǒng)研制上也不遺余力。目前共有６顆衛(wèi)星在軌，并且正在研制下一代的高級(jí)跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)(ATDRSS)，新一代跟蹤數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星計(jì)劃再發(fā)射3顆衛(wèi)星。圖為我國(guó)天鏈一號(hào)３星發(fā)射。
俄羅斯共有４顆（或更多）TDRSS衛(wèi)星在軌，分軍用和民用。軍用系統(tǒng)又稱(chēng)為保密的數(shù)據(jù)中繼系統(tǒng)，1982年5月發(fā)射首顆，1986，1989年又相繼發(fā)射兩顆，都定點(diǎn)于西經(jīng)14度。圖為我國(guó)天鏈地面站。
歐洲航天局于1989年決定發(fā)展數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星，期間有過(guò)一些停頓，到1993年歐洲空間局才決定恢復(fù)DRS計(jì)劃。1999年發(fā)射第一顆，2003年發(fā)射第二顆。
日木在太空戰(zhàn)略上一直很低調(diào)，但并不意味著落后。目前日本有兩顆類(lèi)似衛(wèi)星在軌，1993年確定了4步走的發(fā)展策略，2000年發(fā)射2顆實(shí)用型數(shù)據(jù)中繼和跟蹤衛(wèi)星。
我國(guó)跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)的發(fā)展大致分兩步走。第一步：先建立單星系統(tǒng)，使其最大返向數(shù)傳速率達(dá)幾百兆，對(duì)用戶(hù)航天器的軌道覆蓋率達(dá)50%以上；第二步：采用大型衛(wèi)星平臺(tái)建立雙星系統(tǒng)，通過(guò)2顆星使對(duì)用戶(hù)航天器的軌道覆蓋率達(dá)到85%。
1983年4月，美國(guó)從“挑戰(zhàn)者”號(hào)航天飛機(jī)上發(fā)射了第一顆跟蹤和數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星(TDRS)，它是現(xiàn)代最大的通信衛(wèi)星。圖為美國(guó)TDRSS系統(tǒng)標(biāo)識(shí)。
美國(guó)發(fā)展TDRSS首先是為航天飛機(jī)和載人飛船的通信和數(shù)據(jù)傳輸中繼業(yè)務(wù)，但背后對(duì)未來(lái)軍事制高點(diǎn)的占領(lǐng)是最重要的目的。圖為美國(guó)TDRSS系統(tǒng)研發(fā)者受到最高嘉獎(jiǎng)。
美國(guó)TDRSS的地面觀測(cè)站
美國(guó)TDRSS衛(wèi)星詳解
6月20日，中國(guó)進(jìn)行了首次太空授課，時(shí)長(zhǎng)近一小時(shí)。長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定天地視頻傳輸，全靠在天空的3顆天鏈衛(wèi)星以及地面測(cè)控站。這是中國(guó)版TDRSS（衛(wèi)星監(jiān)測(cè)與中繼系統(tǒng)）的首次展示。
美國(guó)不僅是TDRSS系統(tǒng)概念的提出者，更是遙遙的走在各國(guó)的前列。目前其觀測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到了第三代。
TDRSS衛(wèi)星裝入火箭準(zhǔn)備發(fā)射
TDRSS系統(tǒng)示意圖
TDRSS系統(tǒng)是一個(gè)航天強(qiáng)國(guó)的絕對(duì)標(biāo)志，也是中國(guó)軍事航天的重大進(jìn)步，更是硬實(shí)力的展現(xiàn)和炫耀，這40分鐘一定給了國(guó)外某些人深刻印象和強(qiáng)烈威懾。
6月20日，中國(guó)進(jìn)行了首次太空授課，時(shí)長(zhǎng)近一小時(shí)。長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定天地視頻傳輸，全靠在天空的3顆天鏈衛(wèi)星以及地面測(cè)控站。這是中國(guó)版TDRSS（衛(wèi)星監(jiān)測(cè)與中繼系統(tǒng)）的首次展示。
6月20日，中國(guó)進(jìn)行了首次太空授課，時(shí)長(zhǎng)近一小時(shí)。長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定天地視頻傳輸，全靠在天空的3顆天鏈衛(wèi)星以及地面測(cè)控站。這是中國(guó)版TDRSS（衛(wèi)星監(jiān)測(cè)與中繼系統(tǒng)）的首次展示。
6月20日，中國(guó)進(jìn)行了首次太空授課，時(shí)長(zhǎng)近一小時(shí)。長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定天地視頻傳輸，全靠在天空的3顆天鏈衛(wèi)星以及地面測(cè)控站。這是中國(guó)版TDRSS（衛(wèi)星監(jiān)測(cè)與中繼系統(tǒng)）的首次展示。
6月20日，中國(guó)進(jìn)行了首次太空授課，時(shí)長(zhǎng)近一小時(shí)。長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定天地視頻傳輸，全靠在天空的3顆天鏈衛(wèi)星以及地面測(cè)控站。這是中國(guó)版TDRSS（衛(wèi)星監(jiān)測(cè)與中繼系統(tǒng)）的首次展示。
6月20日，中國(guó)進(jìn)行了首次太空授課，時(shí)長(zhǎng)近一小時(shí)。長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定天地視頻傳輸，全靠在天空的3顆天鏈衛(wèi)星以及地面測(cè)控站。這是中國(guó)版TDRSS（衛(wèi)星監(jiān)測(cè)與中繼系統(tǒng)）的首次展示。
6月20日，中國(guó)進(jìn)行了首次太空授課，時(shí)長(zhǎng)近一小時(shí)。長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定天地視頻傳輸，全靠在天空的3顆天鏈衛(wèi)星以及地面測(cè)控站。這是中國(guó)版TDRSS（衛(wèi)星監(jiān)測(cè)與中繼系統(tǒng)）的首次展示。
6月20日，中國(guó)進(jìn)行了首次太空授課，時(shí)長(zhǎng)近一小時(shí)。長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定天地視頻傳輸，全靠在天空的3顆天鏈衛(wèi)星以及地面測(cè)控站。這是中國(guó)版TDRSS（衛(wèi)星監(jiān)測(cè)與中繼系統(tǒng)）的首次展示。