12月9日15时40分，“天宫课堂”第一课在空间站正式开课。神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在轨展示了中国空间站工作生活场景，演示微重力环境下细胞学实验、物体运动、液体表面张力等现象，并与地面课堂进行实时交流。
为实现天地互联互通、即时通话，中国电科研制的通信测控系统在天地之间打造了一条宽带、高效、稳定的通信传输“天路”，满足“超长待机”需求。
这场天地通信传输高速天路是如何建立的？“在陆上测控站、中继卫星系统中，中国电科从不同维度编织了一条实现100%覆盖的测控通信网。”中国电科测控专家陈建民告诉记者，遍布各个测控站点的统一测控系统，与架设在太空36000公里的中继卫星组网运行，在天与地之间打造了一条宽带、高效、可靠的通信传输天路，提供天地之间的图像传输。
中国电科研制的天链一号地面终端站是数据中继卫星系统的重要组成部分，是保证天地信息传输的关键。陈建民介绍，为适应空间站任务需求，中国电科对天链一号地面终端站进行了升级改造，实现了链路资源的自动化分配及故障自动处置，提高了任务运行的可靠性，缩短了任务准备和故障处置时间。
“天地链路的互为备份，可保证无论飞船飞行轨道和位置如何变化，都能让地面稳定地接受信号，支撑完成太空授课。”陈建民说。
即时通信的实时交互又是如何实现呢？卫星通信装备作为天地间的“顺风耳”和“千里眼”，是天地话音图像的管理和指挥中心，负责将各测控站点的话音、图像、测控等关键数据发送至中心，为指挥决策提供支持。
“为适应载人空间站和神舟飞船任务对通信系统的要求，中国电科新建了多套固定站、车载站和便携站，并对卫星通信设备硬件及软件进行了升级改造。”陈建民说，“在新建和升级后的系统中，采用自主研制生产的大功率功放等设备，系统传输容量提升5～10倍，卫星通信传输能力大大提升，可满足载人空间站长期在轨运行数据传输的要求。”
“要想在电视上看到清楚画面，需要天地图像编解码终端对音视频进行编码压缩。”陈建民介绍，中国电科新研制的多种天地图像编解码终端，可适应载人空间站多舱、多场景天地图像传输要求，完成低速图像、高清图像及全景图片等各类图像信息的传输，为天地之间联通构建可视化平台。
据了解，本次太空授课活动采取天地互动方式进行，在中国科技馆设置地面主课堂，在广西南宁、四川汶川、香港、澳门设置地面分课堂。
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