中国首次太空授课活动持续约40分钟。这一天地互动过程是在我国中继卫星的支持下实现的,它的亮相同时标志着我国新一代载人航天测控网基本建成。
“地面上网课,最难的是网络通畅,在天上这个问题更难保证。”杨宇光说,如何确保高码数率、高保真视频流的通信链路完全畅通,是太空授课过程中挑战最大、难度最高、不确定因素最多的环节。
杨宇光进一步解释道,太空授课的高清视频传输,我国主要依靠居高临下的天链中继卫星进行支持,以地面测控站、海面远望号测量船作为备份,但是地面测控支持比例不高,这是因为天宫一号、空间站多数时间不在我国本土上空。
无线电通信的一个基本原理,是传输的数据码速率越高,那么传输的能量消耗及对传输设备的灵敏度要求越高。
“太空授课对音视频的码数率要求较高。”杨宇光解释道,为此天链中继卫星使用高增益天线,使得波束非常窄,以保证能量集中,顺利传输高码数率的视频数据。另一端我国空间站上设置有蝶形天线,指向中继卫星进行配合。这样一来,理论上任何时候都有一颗中继卫星能够“看”到我国空间站,确保授课过程通信畅通。“太空授课的时延仅约0.3秒。”他说。
不仅如此,太空授课及授课前的全要素演练,均涉及广泛的天地协同工作。