跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng),是為中、低軌道的航天器與航天器之間、航天器與地面站之間,提供數(shù)據(jù)中繼、連續(xù)跟蹤與軌適測(cè)控服務(wù)的系統(tǒng)。這是20世紀(jì)航天測(cè)控通信技術(shù)的重大突破。
在天鏈中繼衛(wèi)星投入使用前,我國(guó)一直依托陸基測(cè)控站和遠(yuǎn)望系列遠(yuǎn)洋測(cè)量船,來支撐衛(wèi)星、飛船和探測(cè)器的發(fā)射測(cè)控與在軌通信任務(wù)。然而,由于受地球曲率的影響,地面和海上測(cè)控對(duì)中低軌道航天器的軌道覆蓋范圍非常有限。
2003年,航天英雄楊利偉搭乘神舟五號(hào)載人飛船升空,其間曾數(shù)次進(jìn)行天地通話,但每次都有嚴(yán)格的時(shí)間窗口限制。當(dāng)時(shí)天地通話帶寬也很低,楊利偉只能聽到地面的聲音,看不到畫面;地面人員看到楊利偉的畫質(zhì)也不是很清晰,而且時(shí)?!翱ぁ?。
2008年4月25日,天鏈一號(hào)01星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,意味著我國(guó)中低軌航天器開始擁有天上的數(shù)據(jù)“中轉(zhuǎn)站”。天鏈一號(hào)01星發(fā)射后,神舟七號(hào)飛船的測(cè)控覆蓋率從18%提高到了50%。
2011年和2012年,隨著天鏈一號(hào)02星、03星先后成功發(fā)射,實(shí)現(xiàn)三星在軌組網(wǎng)工作,我國(guó)成為繼美國(guó)之后第二個(gè)擁有全球覆蓋能力中繼衛(wèi)星系統(tǒng)的國(guó)家。2016年12月,我國(guó)發(fā)射天鏈一號(hào)04星接替了超期服役的01星。
隨著我國(guó)空間基礎(chǔ)建設(shè)快速發(fā)展,各類空間活動(dòng)頻繁開展,對(duì)于中繼衛(wèi)星系統(tǒng)服務(wù)的需求與日俱增。為此,2010年我國(guó)啟動(dòng)了第二代數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)的研制,于2019年3月成功發(fā)射天鏈二號(hào)01星。
天鏈二號(hào)01星基于東方紅四號(hào)平臺(tái)研制,除了充分繼承一代中繼衛(wèi)星的技術(shù)基礎(chǔ),在服務(wù)目標(biāo)數(shù)量、傳輸速率方面有較大提升,具有服務(wù)目標(biāo)更多、傳輸速率更高、覆蓋范圍更廣、設(shè)計(jì)壽命更長(zhǎng)等特征。
相比天鏈一號(hào),天鏈二號(hào)衛(wèi)星的設(shè)計(jì)壽命由7年提升至12年;采用了更加先進(jìn)的有效載荷技術(shù),配置有多副新型天線,傳輸速率增加了一倍。
在兼容天鏈一號(hào)衛(wèi)星工作頻率的同時(shí),天鏈二號(hào)擴(kuò)展了工作頻率的帶寬和轉(zhuǎn)發(fā)器的通道數(shù)量,不僅提升了服務(wù)用戶目標(biāo)數(shù)量,還能適應(yīng)不同用戶目標(biāo)的各類數(shù)據(jù)傳輸要求,服務(wù)覆蓋的范圍也有極大提升。
此外,天鏈二號(hào)01星的自主工作能力更強(qiáng),增加了多目標(biāo)任務(wù)調(diào)度功能,可以自動(dòng)接收多目標(biāo)任務(wù),并自主排序完成。
目前,“中繼衛(wèi)星天團(tuán)”已為各類遙感衛(wèi)星提供過天基信息傳輸與測(cè)控服務(wù),為長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭提供發(fā)射測(cè)控服務(wù)。我國(guó)神舟七號(hào)到神舟十二號(hào)載人飛船、天舟系列貨運(yùn)飛船,均享受到天鏈中繼衛(wèi)星系統(tǒng)提供的任務(wù)支持。
2013年,第一代天鏈衛(wèi)星完成三星組網(wǎng)后,首次保障習(xí)近平總書記與神舟十號(hào)航天員進(jìn)行天地通話,也使航天員王亞平的首次太空授課成功實(shí)現(xiàn)。
而2021年6月23日,習(xí)近平總書記與神舟十二號(hào)航天員之間開展的流暢、清晰、高質(zhì)量的天地通話,是對(duì)“中繼衛(wèi)星天團(tuán)”聯(lián)手保障能力的又一次完美檢閱。