今天“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲,这是中国航天员第三次太空授课,也是神舟十三号航天员乘组第二次太空授课。
此次太空授课将中国科技馆设为地面主课堂,同时在新疆、西藏设置地面分课堂。神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富相互配合进行授课,在轨演示太空“冰雪”实验、液桥演示实验、水油分离实验、太空抛物实验,介绍核心舱高微重力、无容器实验机柜,展示本次任务中开展的空间科学实(试)验进展。“天宫课堂”是结合了中国载人飞行任务,贯穿中国空间站建造和在轨运营的系列化航天科普活动。
因为疫情,全国各地的中小学生很多都在家学习,然而,停学不停课,“天宫课堂”架起了桥梁,将知识送给了每一位学生。在这背后,离不开中国航天科技集团八院电子所的贡献,在中国空间站建设伟大工程中,航天八院电子所是重要的电子产品研制单位,太空中图像拍摄、话音处理、数据整合、高速通信和传输都是他们的杰作。
多种摄像机,保证画质的细腻和流畅
在2013年的首次太空授课中,摄像机数量非常有限,舱外、舱内各有两个摄像机,再加上一个移动相机,一共只有五台摄像机。这次“天宫课堂”连线中使用的摄像机种类繁多,有用于舱内环境监视的广角定向摄像机,有用于细节监视的变焦云台摄像机,也有用于直播授课的便携无线手持摄像机。机位众多、视角各异、远近兼顾,保证了全过程画质的细腻和流畅。
同时,摄像机也必须练就一身“金刚不坏”的本领,保证既可以适应运载火箭上升段的力学环境又可以适应长期在轨的复杂热环境和辐射环境。摄像机是基于太空应用环境专门开发的,相机镜头、供电电源、处理电路等从元器件原材料选用、冗余容错设计、可靠性验证及考核等方面开展了加固研究。
话音处理器,融合低码速率和高保真需求
在“天宫课堂”授课中,航天员老师能与地面的学生交流,核心就是电子所研制的空间站话音处理器。话音处理器实现空间站舱内、舱间、天地、出舱以及和神舟飞船间音频通话,天地间实时通话的时延在1s以内。
空间站话音处理器融合了低码速率和高保真两大音频通话核心需求。与九年前的太空授课相比,在保证话音不失真的前提下,音频压缩程度提升了4倍,压缩方式扩展到5种,容量上实现了29路话音数据实时处理,既可以构建一对一的私聊环境,又能随心所欲地建立群聊。
高速通信处理器,太空信息高速公路的“交警”
高速通信处理器是空间站天地中继高速通道的处理中枢,是太空信息传输道路的“交警”,既要保证道路资源充分利用,又要确保不出现“堵车”或者“交通事故”,帮助在空间站与地球之间架起一座无形的“鹊桥”。
以往,由于技术所限,天地通信只能一条羊肠小道,但是此次空间站和地面的通信却是一条实实在在的高速公路,图像、话音数据都是这条路上的车辆。通信速率相对以往任务提升了10倍,使得空间站上的图像、话音数据以及其他载荷用户数据都能实时、准确地在这个无形桥梁上顺利通过。
作者:史博臻
编辑:张懿
责任编辑:戎兵
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