展望宇宙通信

隨著現代通信技術的發展，不僅人類社會的聯系和溝通更加快捷，地球和宇宙空間的信息交流也更為方便和通暢。這表現在，地球上的人們不僅可以給遠在太空的宇航員“打電話”，而且還能實現跨越億萬千米距離的宇宙通信。

2005年10月12日，我國成功發射了“神舟”六號載人飛船。10月15日下午4時28分，國家主席胡錦濤在北京航天飛行控制中心飛控大廳，向飛船上的兩名航天員送上親切的問候。雖然遠隔千里，聲音和面容卻非常清晰，天地之間宛若一場面對面的交談。這種通話，不是通過普通的電話線來完成，而是通過天地語音通信系統和專用寬帶通信系統來實現的。這種系統由通信機房、數據傳輸機房、光纖網和分組交換設備以及衛星地面通信站，共同構成通信樞紐。地面通過這一樞紐，便可與航天員實現天地對話。

天地對話的實現，還需要強大的航天測控通信網來支持。目前，我國已經以西安衛星測控中心所屬各地面測控站、大洋上的“遠望”號測量船共4船9站搭建起了高效的載人航天測控網，實現了上升段完全覆蓋、返回段保證關鍵點測控覆蓋的設計要求。測控網就像一張百密無疏的恢恢天網，覆蓋著五大洲、三大洋，始終掌控著神舟飛船的“一言一行”“、一舉一動”。“天地通話”并不僅僅是簡單地用于通話和問候。整個通信系統要完成控制中心、測控站以及航天器之間的信息傳輸，通過有線和無線信道把航天控制中心與各測控站、航天發射場以及回收區聯系起來形成航天測控通信網，在載人飛船飛行中還要直接參與飛船整個運行的全過程，是載人航天工程不可分割的重要組成部分。

為了“天地通話”，在飛船上還專門安裝了特有的無線電話通信設備和電視傳輸設備。飛船上每個航天員的頭盔上及生活艙內，都配備了接收器(耳機)和送話器(話筒)以及傳送、記錄設備，在飛船飛行的各個階段都可以進行航天員之間的通話交談，而且這種交談除了當事人聽到外，還要記錄在飛船的記錄器上，同時送到地面，使地面指揮人員知道他們在說些什么，以便隨時了解和掌握情況。另一方面就是航天員與指揮中心的通話，向地面報告飛船的工作狀態和航天員自己對問題的分析意見、身體狀況和感覺、請求完成某些動作或請求返回等，然后接受地面指揮員的命令。

2003年6月10日和7月7日，美國分別發射了“勇氣”號和“機遇”號兩個火星探測器。在“勇氣號”和“機遇號”火星探測器相繼登陸火星后，美國宇航局相繼收到了它們發來的各種信息和圖片資料。

可是，火星距離地球的距離大約有１億多千米，火星探測器經過６個多月的飛行才到達那里。而且，無線電波信號從地球發射到太空，再從太空發送回來，衰減十分嚴重。接收到的功率僅僅是發射功率的二千萬分之一，僅相當于一片雪花飄落在地面時所具有的能量。由此而言，解決宇宙空間的通信聯絡，是科學家需要急切探索的問題。

經過不懈的努力，人們終于通過“宇宙通信”無線電信號，使這一難題得到解決。宇宙通信具有同時性、廣范圍性、移動性和耐災害性等許多優點，對補充和加強地面通信技術系統、觀測地球環境和自然災害等都有重要作用。

要接收來自太空的無線電信號，必須具備由靈敏度極強的天線、接收裝置和高自動化軟、硬件系統組成的“深層空間網”。據報道，目前投入工作的深層空間網，有分布在美國加利福尼亞沙漠、西班牙馬德里市附近和澳大利亞坎培拉近郊的三個地面站。每個地面站負責全球大約120度經線范圍內的無線電信號的接收和發送工作，以保證太空飛行器無論在哪里都能夠與地球保持通信聯系。地面站配備有直徑為70米的巨型主天線以及直徑分別為34米、26米和11米等中小型輔助天線，分別用以接收從太空飛行器發回地球的2.2千兆赫、8.4千兆赫或34千兆赫的特高頻無線電信號。此次“勇氣”和“機遇”火星探測器對地球的信息傳送，主要就是由“深層空間網”來完成的。與此同時，在火星運行軌道上還有一艘“2001火星奧德賽”飛行器在發揮作用。這種環繞火星軌道運行的飛行器，是美國在2001年4月8日發射的。它的任務是在“勇氣”、“機遇”火星探測器著陸后，利用特高頻天線接收它們發出的無線電信號，然后向地球上的指揮部傳送。同樣，美國宇航局的科學家，向“勇氣”和“機遇”號飛行器發出的工作指令和修補故障的程序，也通過它來完成。然后，再由“勇氣”號和“機遇”號飛行器上的控制設備加以執行。有趣的是，每當“2001火星奧德賽”飛越火星上空時，“勇氣”和“機遇”就發射信號；一旦飛過它們的頭頂，“勇氣”和“機遇”便停止信號發送，以便節省電力消耗。

現在，為了在信息技術領域趕超美國，日本政府計劃建設高速度、大容量的“宇宙通信系統”。為此，今后５年內日本將投資3500億日元，研制和發射10顆人造衛星，建成宇宙通信網。 系統建成后，將會在通信方面建成不受時間和地點限制的高級通信網絡。在廣播、電視方面將實現數字化、多頻道化、高像質化及高現場感。在觀測領域將建成高精度的衛星定位系統，可用于船舶和飛機通信、地圖測繪、目標跟蹤等各個方面；科學技術、衛生醫療、文化教育等事業也能利用這一高級通信系統。

[責任編輯]龐 云