美媒稱中國太空授課是場戰鬥 強烈希望與中國合作 日媒贊...

美媒：太空授課是中國迄今最大膽的一步

在美聯社看來，中國航天員的太空授課就是「一場戰鬥」，這一任務堪比他們冒著巨大風險空間對接。報道說，太空授課標誌著中國迄今最大膽的一步，「中國的宇航員一直在大的場合高調出現在公眾之前，但幾乎沒有跟普通中國人發生真正的接觸。」

「我們看到的天空不是藍色的，而是深邃的黑色。每天，我們看到太陽升起16次。」英國廣播公司20日向讀者突出強調了中國航天員王亞平在太空中看到的新奇景象。美聯社報道說，在天宮一號51分鐘的講課中，王亞平展示了失重原理，回答了聚集在北京一個禮堂的330名學生實時提出的問題。



20日上午，在中國人民大學附屬中學太空授課地面課堂，學生們舉手向航天員王亞平提問。

她的同事聶海勝和張曉光回答了有關在太空生活、工作和鍛煉的問題。其間出現好玩兒的一刻，聶海勝做出中國功夫片影迷所熟悉的神秘的雙腿交叉打坐姿勢。王亞平說，「在太空，我們都是功夫大師」。後來的一個展示彷彿魔術表演，王亞平將水滴注入一個越來越大的懸浮水球，引來學生們「哇」的驚嘆和鼓掌。

航天員們還旋轉陀螺，搖動一個繫繩的球，演示失重如何影響物體運動。報道稱，在這堂精心排演的講課中，中國第二位女航天員王亞平從頭至尾微笑著。這堂講課更像是兒童電視科普節目，而不是不久前加拿大航天員哈德菲爾德從國際空間站傳回的視頻。

日本時事通信社用「不可思議」評論中國的太空授課。德國新聞電視台20日則為「6000萬中國學生上太空課」感到驚訝。報道說，這可能是新的世界紀錄。法國歐洲新聞電視台評論稱，法國的老師有時候也會說「學生們在月亮里」(俚語，暗示上課走神或打瞌睡)，可如今中國的老師卻千真萬確在天上。

評論認為，太空授課相當成功，這有助於中國證明其有和美國、俄羅斯在征服宇宙空間的競賽中一較短長的實力。

《印度斯坦時報》20日引述美國海軍戰爭學院學者弗利澤的話說，中國的太空計劃能帶來什麼物質利益尚不明確，但已經給中國帶來了相當大的國際聲望，刺激了對科學的興趣，幫助軍方掌握了火箭和遠程制導技術，也讓中國成為某種程度上的技術大國，拋棄了「製造鞋子和手包的國家形象」。

美專家談神十：美航天界強烈希望與中國合作

執行神舟十號飛行任務的3名中國航天員20日成功進行太空授課，外界對中國載人航天項目發展的關注熱度提升到了新的層次。作為世界上最先進的航天大國，美國航天界的專業人士對於中國神十任務以及中國載人航天的發展怎麼看？他們之前的經驗是否會對中國的載人航天進程具有一些借鑒意義？未來中美之間是否存在著進行空間合作的可能性？兩國的航天器、航天員是否能在太空中實現「對接」？帶著這些問題，《環球時報》記者20日對3位重量級美國航天專家進行了專訪。

環球時報：中國航天員這次進行的各種太空活動與美國相比大概處於什麼水平？是否像有些人說的那樣還只是很初級的階段？美國航天員在太空中進行過的比較複雜的活動有哪些？主要的難點在什麼地方？

埃利奧特·普勒姆博士(美國航天基金會總裁、曾擔任波音公司副總裁、肯尼迪發射中心新聞發言人及美空軍參謀長顧問等職。美國航天基金會曾將美國2009年度「航天成就獎」授予中國神舟七號載人航天飛行團隊)：中國神舟十號任務令人印象深刻，因為和美國航天項目的漫長歷史相比，中國是在其載人航天項目起始階段就取得了如此偉大的成就。美國在「阿波羅」飛船具備承載3名宇航員能力之前曾通過「水星」和「雙子星」計劃進行了多次飛行試驗。美國花了二十多年的時間才將首位女宇航員送上太空。和美國比，中國航天的發展速度就快得多了。當然，不可否認，美國今天所進行的太空活動比中國更複雜和精細，但我們必須承認，中國航天發展迅速並獲得了巨大的成功。

約翰·勞格斯頓博士(美國航天政策知名專家，美國「哥倫比亞」號太空梭事故調查委員會成員，美宇航局顧問委員會成員，美國空間政策研究院前院長)：神舟十號相當於40年前蘇聯「聯盟」號飛船項目的水平。迄今，美國航天員已經完成了以「阿波羅」任務為成果的探月工程、完成了135次太空梭飛行任務、完成了5次修復「哈勃」太空望遠鏡的飛行任務並在軌組建了很大的國際空間站。

焦立中博士(第一位太空行走的美國華裔宇航員)：我不認為中國處於很初級的階段。我認為神十正在執行的自動和手動交會對接無疑證明它是偉大的。它表明神十較之神九已經增加了操作的複雜性。

環球時報：對於航天員而言，太空生活最主要的挑戰是什麼？這次中國航天員將在軌飛行15天，已經創造了中國航天員單次最長在軌時間，長時間在太空生活還需要注意些什麼？中國這次的垃圾處理採用增加垃圾袋密封的方式，美國航天員在這方面有什麼好方法？在空間狹小的艙內，在保證男女航天員的個人隱私方面美國有什麼經驗？

埃利奧特·普勒姆博士:我認為駐紮太空，航天員將會面臨來自生理和心理的雙重挑戰。生活在一個與他人共存的相當局限的空間中是挑戰，特別是你不能隨意避開他人進行漫步。這是太空探索的嚴酷性，而太空探索的紀律和規則對宇航員的行為規範大有幫助。在太空中，我們要做的事情太多，因而需要明確和規範每個宇航員的責任和指令，這樣可幫助他們更有秩序地安排太空生活、減少機組成員間的緊張情緒。但是，即使是在國際空間站中，空間也是有限的，隱私也是相對的，與地面上不可同日而語。你帶到太空中的每盎司物品都極其昂貴，因而，回收和再利用你能用的一切是非常重要的。

約翰勞·格斯頓博士：太空梭也只容許15-16天的飛行。要在太空逗留更長的時間，美國的唯一經驗是長期駐紮在空間站上。對於長期生活在太空會對人身體產生影響這個問題，我們也還在探索和學習中。如何保持身體的良好狀態恐怕是航天員面臨的最大挑戰了，這需要進行大量的鍛煉。

焦立中博士：我想食物、水和氧氣不是問題，堅持鍛煉對航天員保持太空中的健康至關重要。密封式處理垃圾是個不錯的方法。美國航天員對於隱私問題的理解是：給予女航天員一個處理她們隱私的空間。

環球時報：您認為神十任務中，最大的亮點在什麼地方？中國航天員進行了天地授課，美國此前也進行過類似的太空教學，進行這類太空教學依靠什麼技術？有什麼經驗可以傳遞給中國航天員？

約翰·勞格斯頓博士：我認為，神舟十號最大的亮點是太空授課，它具有強大的教育作用和正能量輸入。神十是中國首次進行太空授課，而美國太空教育可謂歷史悠久，如今美國宇航員每次登上國際空間站都會對地面上的學校進行正式或非正式的授課。

焦立中博士：神舟十號最大的亮點是在進行交會對接中所展示的操作的複雜性。

埃利奧特·普勒姆博士:我認為最大的亮點是神十對地球上人們的激勵。當然，中國人身受鼓舞並為此感到自豪和驕傲，神十對於中國人來說具有強大的凝聚作用。對於其他國家的人們來說， 神十仍具有激勵作用，他們看到了中國的航天科技有益於全人類。

環球時報：有報道稱，國際空間站2020年即將達到設計壽命，未來美國航天員利用中國空間站進行太空活動的前景如何？以美國航天員的太空經驗，中國空間站在哪些方面還需要改進才能更好地適應他國航天員的生活？

埃利奧特·普勒姆博士:一切皆有可能。但我在此更願預測未來將會有可充氣的或可展開的容量更大的太空站的出現。美國商業公司經驗日益豐富，他們將或載人或載貨的太空艙送入太空並往返於國際空間站，我認為屆時由美國商業公司研發的地球低軌道空間設施勢將帶動政府和私有承租人更多的融合。中國將有可能介入到這樣的商業活動中。

約翰·勞格斯頓博士：國際空間站最早的退役時間為2020年，其壽命還可延長至2028年。天宮一號即將退役， 中國新天宮需要更大的空間和相兼容的對接機制。

焦立中博士：國際空間站將於2020年退役。我堅信國際空間站會擴大國際合作夥伴的範圍，將中國吸納進去。中國應加入國際空間站，美國應引領未來的探索項目。對美國來說，加入未來的中國天宮項目會是件有趣的事情。這樣的合作將會改進中美兩國的關係，就像當年美蘇太空合作改進了兩國關係一樣。

環球時報：女航天員在參加航天選拔和太空生活時，需要比男性克服哪些方面的額外困難？外界報道往往會提到女性航天員面臨很多困難，包括生育問題等。美國航天員如何看待女性在航天事業中的定位，認為女性在太空工作和生活的特殊性在什麼地方？

埃利奧特·普勒姆博士:我認為，對於男女航天員來說，最大的挑戰就是適應在微重力下的生活。太空面臨強輻射的挑戰，但長期的失重會導致人的身體產生重大改變——從脊柱的伸長到骨骼和肌肉量的退化。人在太空是平等的——例如一個90磅的人能像職業運動員和體育健將一樣搬動一個300 磅的箱子;所以從這方面來說，太空是一個偉大的均衡器。

約翰·勞格斯頓博士：現今已有近50名美歐日俄的女航天員上過太空，應該說，她們均未因為性別出現過情況。

焦立中博士：鍛煉會幫助航天員緩解很多副作用，但不同的個體也會面臨不同的身體反應。

環球時報：未來中美載人航天合作的可能性有多大？

埃利奧特·普勒姆博士:我認為美中學習在太空領域進行合作非常重要。不幸的是，當前，由於政治原因，阻擋了兩國在這一重要領域攜手共進。這與當年美蘇「阿波羅」和「聯盟」號的情形相近，但美蘇後來衝破重圍在太空領域進行了成功合作。所以，我希望我們能夠建立互信，學習在太空領域攜手合作。我認為在這方面，航天基金會可以起到保持兩國接觸、保證兩國航天界公開對話、增進相互理解和友誼的作用。

約翰·勞格斯頓博士：美國航天界強烈希望與中國航天合作並尋求合作契機。但我們的一些立法者因不滿中國在其他領域的行為而通過了阻止美中航天合作的相關法律。在該法改變之前，美中航天合作尚無可能性。

焦立中博士：我強烈堅信美中應進行太空合作。不幸的是，美國國會的情緒受到幾個持孤立主義觀點的議員負面聲音的影響，使合作成為當前不可能之事。

太空授課表明中國衛星中繼系統已全面建成

20日上午，神十航天員王亞平將在天宮一號上面向中小學生進行我國首次太空授課。此次太空授課需要我國強大的航天測控能力作為後盾;需要天鏈一號數據中繼衛星在背後進行支持。此次太空授課將通過天鏈數據「中轉站」傳送，公眾可以看到更穩定、更清晰的實時畫面。這也將是對中國第一代中繼衛星系統時傳輸能力的考驗和展示。

太空中的衛星有很多種， 比如觀測氣象的氣象衛星， 進行廣播電視信號傳輸的通信衛星， 觀測地表和淺地層情況的遙感衛星，觀測海洋洋流和水溫的海洋衛星，進行實時定位的北斗衛星導航定位衛星……等等，這些衛星有一個共同的特點，即數據傳輸是在地面和衛星之間進行的。


中國第一代中繼衛星天鏈系統建成

還有一種衛星，它除了可以進行星地通信外，還可以與其他航天器之間進行星際通信，它的主要任務，就是將一些航天器的數據接收轉發，傳輸到地面或者其他的航天器，反之亦然。 這個信息傳遞的接力手，就是我們今天用的數據中繼衛星。

在沒有數據中繼衛星之前，衛星數據要傳輸到地面，就要建立星地通信鏈路。如果衛星與地球的相對位置是固定不變的，即衛星在36000公里高的地球同步軌道上(大多數是通信廣播衛星)，建立這樣的通信鏈路就相對方便。可是，絕大多數衛星都是在200-2000公里的低軌道上，比如神舟十號與天宮一號組合體，它們相對地球不停的轉動，速度比地球自轉快很多。一顆低軌衛星繞地球一周，只在很小的一部分運行軌跡中，能夠與一個固定地面站建立穩定數據傳輸鏈路。用航天術語來說，一個地面衛星站，對一個中低軌航天器的軌道覆蓋率只有大約2%-3%。

就是說，一顆低軌道衛星繞地球一圈，一個地面站只有2%-3%左右的時間，能夠「看」到這顆衛星，並和它對話。要想再次和它對話，要等衛星再繞地球一圈，直至我們能「看」到它的時候。所以每次星地對話的時間很短，這樣就不能進行太空授課、交流問答。

為了更加實時的掌握低軌航天器數據，就要提高軌道覆蓋率。而提高軌道覆蓋率，解決的辦法有兩類。第一類是大大增加地面衛星接收站的數量或大量建造遠洋測量船(如「遠望」系列測量船)，這樣做未免太浪費，那是相當的燒錢啊。

第二類辦法，就是在太空建立數據中繼衛星。

原理是這樣的：如果在36000公里的地球同步軌道，均勻部署3顆數據中繼衛星，假設為ABC三星。那麼，我們就可以實現2個目標

1 無論低軌道衛星在什麼位置運行，在它的上方，至少都被ABC中的某一顆中繼衛星覆蓋。

2 無論一個國家的地面站在地球的什麼位置，在它的上方，至少都被一顆固定的中繼衛星覆蓋，假設為C星。

那麼，當低軌道衛星被C星覆蓋時，就隨時可以將自己的數據通過C星轉發本國地面站(當然也可以直接將數據發往地面站而不經過C星轉發)。而當低軌道衛星被A或B星覆蓋時，就隨時可以將自己的數據發給A或B星，A/B星可以將數據接力發給C星，再通過C星與本國地面站的鏈路傳輸給地面。

簡單說，理論上，一顆地球同步軌道上的數據中繼衛星，軌道覆蓋率就可以達到50%，三顆就可以實現100%的覆蓋率。知道這個就行了。

中繼衛星的核心優勢是：實時全程測控、實時全程傳輸、降低測控成本

實時全程測控：中繼衛星可以大幅提升航天器(如宇宙飛船、太空實驗室、火箭、衛星)的測控覆蓋率接近100%。增強了空間交會對接任務實施的安全性和可靠性，為實施手控交會對接、開展空間科學實驗等提供了穩妥高效的天基測控通信保障。

實時全程傳輸：中繼衛星作為在太空中運行的數據「中轉站」，能使資源衛星、環境衛星等數據實時下傳，極大提升各類衛星使用效益和應急能力，同時降低測控成本：最少只要3顆衛星，就可以進行全球中繼衛星組網。如果中繼衛星的功能足夠先進，則可以替代大批地面衛星測控站和遠洋測量船，經濟效益是非常可觀的。於是中國第一代數據中繼衛星——「天鏈一號」，終於登場了。

2008年4月25日23時35分，首星「天鏈一號01星」，在西昌衛星發射中心由「長征三號丙」運載火箭發射，成功應用於神舟七號載人航天飛行任務，將「神舟」飛船的測控覆蓋率從12%提高到40%以上。

2011年7月11日23時41分，中國在西昌衛星發射中心用「長征三號丙」運載火箭，將「天鏈一號02星」送入太空，神州飛船測控的軌道覆蓋率提高到70%以上。2012年6月16日晚，當「神舟九號」飛船運行至第2圈，測控人員遙控天鏈01/02兩顆中繼衛星對飛船實施捕獲跟蹤，建立了星間雙向通信鏈路。衛星傳回了飛船軌道艙的實時畫面。大屏幕上，3名航天員的一舉一動、一顰一笑清晰展現。

01和02星的出場，看起來好像只是為了神舟和天宮系列飛行器測控做鋪墊，在這場航天大戲中，天鏈傳輸衛星像一個接力手，更像是一個跑龍套的串場角色，而且還是一個近乎於在後台的龍套——在中國宇航員和神州飛船的耀眼光芒下，天鏈衛星的故事很少有人知道。在幾個小時的神州飛船發射電視直播節目中，只有衛星管控總調度員的三句口令——「天路跟蹤準備正常，星間天線回掃開始!」、「 01星成功捕獲神舟九號!前返向鏈路已建立!」、「 02星成功捕獲神舟九號!前返向鏈路已建立!」，讓我們隱約的看到了天鏈劃過天際的一絲身影。

2012年7月25日天鏈一號03升空

神九返回落幕之後大約1個月後，即2012年7月25日， 天鏈一號03星在西昌衛星發射中心成功發射。經過一段時間在軌驗證和系統聯調后，03星與01星、02星實現了全球組網運行，中國由此正式建成第一代中繼衛星系統，並在航天領域愈來愈顯現出其獨特而深遠的作用。

我第一代中繼衛星系統建成

最近，在央視對神十發射的直播中，屏幕右上角常會出現"天鏈"字眼，這是表示當時的視頻信號來自"天鏈一號"數據中繼衛星的轉發。而"濱海"、"南亞"、"喀什"和"遠望"等字眼則分別表示東非肯亞的馬林迪測控站、南亞巴基斯坦的卡拉奇測控站、中國新疆的喀什測控站和海上的遠望系列測控船。

與普通通信衛星相比，數據中繼衛星需要克服的第一個技術難題是對航天器的捕獲和跟蹤。中繼衛星運行高度是36000公里，低軌航天器的高度僅為數百公里，距離非常遠;而視頻、高質量靜態圖像又需要高速數據傳輸，中繼衛星與低軌航天器之間需要採用增益高、波束極窄的Ku/Ka波段天線進行通訊。通訊距離遠、通訊波束窄，這就對跟蹤精度提出了極高要求，要達到0.06度。

中繼衛星為了與眾多中低軌道衛星通信，天線處於複雜的變速運動狀態，在轉動速度、加速度和角度上都沒有規律，天線的機械驅動機構不僅要精度高，而且要求在惡劣工作環境下長時間穩定運行，製造難度很大。同樣麻煩的還有天線與衛星的振動耦合問題，非線性結構的天線不規律的運動和振動，對衛星本體姿態控制也有很複雜的影響，對衛星控制也提出了很大的挑戰。而天線製造本身也是一個難題，高數據傳輸速率要求高增益天線，通俗地說，中繼衛星的拋物面通信天線尺寸要儘可能的大。同時，Ku/Ka波段波長小，對天線拋物面精度要求也非常高。數米直徑的拋物面天線整體形面誤差要低於0.1毫米，並且要在外太空高溫差條件下長期保持這樣的精度，其難度可想而知。

所以，數據中繼衛星可以稱得上是當今技術含量最高的通訊衛星。我國在去年完成第一代"天鏈一號"數據中繼衛星體系的建設，進行「太空授課」實則是對自己航天測控實力的一次展示。(天津航天科普工作者 談煦)