厉害！中国神舟十五号航天飞船突破黑障，实现黑障内通讯！

中国神舟十五号航天飞船成功进入太空，这是中国航天史上的一次重大突破，除此之外，神舟十五号还实现了另一项全球首次的技术突破——黑舱内通讯。

(资料图片)

什么是黑障？

黑障是指地球大气层中的电离层区域，在太阳辐射的影响下产生离子化现象。黑障区域的离子密度比周围区域低，形成了一种“空洞”状的区域，对于无线电波和高能粒子的传输造成较大的干扰和衰减。

黑障的形成原因是地球大气层中的氧、氮等分子和原子在太阳辐射的作用下被电离，形成了大量的自由电子和离子，这些离子和电子在电场和磁场的作用下会发生漂移和扩散，形成了一个复杂的电离层结构。在某些条件下，离子密度较低的区域就会形成黑障。

黑障的存在对于航天通信造成了很大的困扰，因为它会对信号的传输造成干扰和衰减，甚至会导致信号无法传输。在宇航员和航天器穿越地球大气层时，黑障会对通信设备以及航天器产生较多影响。

为了克服黑障对于航天通信的干扰和衰减，科学家们提出了一系列的解决方案，包括使用高频率的无线电波、使用光通信技术、使用激光通信技术等。这些技术都在不同程度上克服了黑障对于通信的干扰和衰减，使得航天通信的可靠性和实时性都得到了提高。

为什么黑障内通讯是一项技术难题？

黑障是地球大气层中电离层区域的一种现象，它会对无线电波和高能粒子的传输造成干扰和衰减，因此，黑障内通讯一直是航天通信领域的难点和瓶颈。

黑障内通讯的主要问题是信号衰减。黑障区域的离子密度比周围区域低，形成了一种“空洞”状的区域，这种空洞会对电磁波的传输造成较大的衰减，而且黑障的形状和位置是不稳定的，因此，通信过程中信号的衰减程度也会随着时间和空间位置的变化而变化，这给通信的稳定性和实时性带来了极大的挑战。

其次，黑障内通讯的另一个问题是信号干扰。黑障区域内的电离层结构非常复杂，电离层内的离子和电子会发生漂移和扩散，这会导致信号的多径传播和频率扩散现象，从而使通信信号发生干扰和失真，另外黑障区域内还会存在较强的电磁噪声和杂散信号，这也会影响通信信号的质量和稳定性。

随之黑障内通讯的信号传输速率也是一个问题，由于黑障区域内的信号衰减和干扰的影响，通信信号的传输速率往往比较低，这对于一些需要高速数据传输的应用场景来说是不太适合的，另外黑障区域内还存在较高的信号延迟，这也会影响通信信号的实时性和稳定性。

最后黑障内通讯的技术解决方案也比较有限，目前解决黑障内通讯问题的主要方法包括使用高频率的无线电波、使用光通信技术、使用激光通信技术等，但这些技术都存在一些局限性，比如高频率无线电波容易受到频率扩散和多径效应的影响，光通信技术需要光源和接收器之间的视线通畅，而激光通信技术则需要面对大气湍流和光束偏移等问题，这些都会影响通信信号的质量和稳定性。

综上所述，黑障内通讯是一项技术难题，主要是由于信号衰减、信号干扰、信号传输速率等方面的问题。尽管科学家们已经提出了一些解决方案，但仍需要更多的研究和技术创新来克服这些问题，从而实现在黑障区域内的高效、稳定、实时的通信。

神舟十五号是如何实现黑障内通讯的？

我国对于神舟十五号采用了高频率的无线电波进行通讯，高频率的无线电波相比于低频率的无线电波具有更高的频率和更短的波长，可以更好地穿透电离层空洞，减少信号的衰减和干扰，在神舟十五号任务中，通讯系统采用了S波段的频率，这种频率的无线电波可以穿透黑障的较低层，从而实现了与地面和天宫空间实验室的通讯。

在整个过程中为了减少信号的衰减以及干扰，同时还采取了信号增强技术。而这种技术主要是通过在神舟十五号和地面之间搭建一条中继信道，将信号从神舟十五号传输到地面，再通过地面中继站将信号传输到指定的接收器，从而实现信号的增强和传输。

在神舟十五号任务中，中继信道采用了高功率的发射机和接收机，可以在黑障区域内实现信号的高效传输。

可是到了这里并没有结束，为了更好的提高和实现信号的高效传输以及稳定性。相关人员还采用了自适应调制技术，在神舟十五号任务中，通讯系统采用了自适应相位调制技术，根据信道的情况自适应地调整相位，提高信号的传输速率和稳定性。

然而研究人员通过种种实验以及相关结论，最终实现了黑障内通讯，同样也为我国载人航天工程发展提供了宝贵经验以及技术的积累。

神舟十五号的黑障内通讯技术突破是中国航天技术和航天通信领域的一项重大成就，为中国探索深空空间和建设太空站等重大项目奠定了基础，这项技术突破也将推动全球航天通信技术的发展，促进信息技术和通信技术的创新发展。

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