采用卫星中继克服航天器再入通信黑障的途径.pdf

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1、第24卷第3期航天器工程01．24No．31111生!旦璺里垒堡垦堡垦垒兰!兰堕鱼!堕垦垦垦!堕鱼!采用卫星中继克服航天器再入通信黑障的途径王家胜经姚翔杨显强游晟(中国空间技术研究院通信卫星事业部，北京100094)摘要在简述载人航天器再入过程、等离子鞘套特点和中继传输原理的基础上，分析了采用卫星中继克服再入通信黑障的具体途径。考虑到必须采用较高工作频率(Ka频段)的一次中继方法存在一定局限性，提出了一种采用二次中继的新方法，它可以将再入通信的工作频率向低扩展到多数载人航天器在轨常用的S频段。文章讨论了这两种方法的优缺点

2、，论述了实施它们对中继站和再入航天器的主要要求，并就影响其效果和航天器设计的重要因素进行了分析。链路计算结果表明：两种方法都可满足传输需求，从总体上考虑二次中继方法更好一些。考虑到我国空间基础设施和相关技术背景条件，在近期内卫星中继将是解决再入通信黑障问题可实现的技术途径。关键词再入航天器；中继卫星；等离子鞘套；通信黑障；总体设计中图分类号：V443文献标志码：ADoI：10．3969／j．issn．1673—8748．2015．03．001OnApproachestoOvercomeSpacecraftReentryC

3、ommunicationBlackoutUsingSatelliteRelayWANGJiashengJINGYaoxiangYANGXianqiangYOUSheng(InstituteofTelecommunicationSatellite，ChinaAcademyofSpaceTechnology，Beijing100094，China)Abstract：Onthebasisofabriefdescribingmannedspacecraftreentrycourse，characteristicsofplasma

4、sheathandrelaytransferprinciples，specificapproachesusingsatelliterelaytOovercomereentrycommunicationblackoutareanalyzed．Asthe“onerelay’’approachwhichhastoworkatKabandhassomelimitationsinimplementation．anew“tworelays”approachisproposed．ThisapproachcanworkatlowerSb

5、andfrequencyusedforcurrentmannedspacecraftsinorbitfre—quently．Theirprosandconsarediscussed．Themainrequirementstoapplytheseapproachesforrelayandreentryspacecraftaredescribed，anddifferentfactorsinfluencingeffectsoftheseapproa—chesandspacecraftdesignareanalyzed．Thel

6、inkbudgetexamplesshowthatbothapproachescanmeetmissionrequirements．butthe“tWOrelays”approachwouldbeabettersolutionfromsystempointofview．WithconsideringChinesespaceinfrastructureandtechnologicbackground，there—laytransferwouldbethenear—timetechnicalsolutiontOreentry

7、blackoutproblem。Keywords：reentryspacecraft；relaysatellite；plasmasheath；communicationblackout；systemdesign收稿日期：2015—02—25；修回日期：2015-0311作者简介：王家胜，男，研究员，中国空间技术研究院科技委常委，主要从事通信卫星研究、设计与技术管理工作。Emailjiasheng—wang@163．corn。航天器工程1引言在载人航天活动的初期，人们就开始探索解决再入通信黑障的途径，50多年来进行了大量的

8、工作，提出了诸如低频、高频、激光，提高等效全向辐射功率(EIRP)和品质因素(G／T值)，选择合适的再入舱空气动力外形、再入弹道参数和通信天线位置及类型，注入亲电子物质、亲电子物质烧蚀材料、磁窗口、正交电磁场、等离子体调制、哨声波(Whistlermodewave)和拉曼散射等设想和方法[】。4]，力图克服这一障碍，