3 名航天员在太空看奥运，太空中看电视有哪些技术含量？是怎么实现的？ 第1页

这多亏了中国航天的“天链计划”。

要想在空间站看奥运直播，有线电视肯定是不行，只有用天线来接收信号。肯定不能是那种地面电视塔的模拟信号，毕竟太远了。一种方式是用接收地面基站的信号，一种是接收卫星信号。有人说，那直接上网看嘛，在太空中，这是一回事，后面会提到。

地面基站

先说直接与地球通信。

想当年（都快十年了。。）2003年，杨利伟上天后与地面通讯，就是通过当时分布于世界各地的地面站来实现的，一系列陆基站和远望系列远洋测量船队为神舟飞船提供在轨通信任务。由于受地球阻挡，通讯时间有严格的限制，只有当飞船进入中国视场弧段时，才能进行短暂的天地通信，杨利伟只能听到地面的声音，看不到画面，地面人员虽然可以看到杨利伟的画面，但画面清晰度相当渣，流畅度也相当差。
这样的通讯条件，别说看奥运了，就是看PPT都卡。空间站时刻绕地球运行，与地球不同步，90分钟就绕地球一圈（有时还会运行到地球另一面），飞行速度差不多是猎枪子弹的20倍，从地面上看飞船的角速度非常快，在如此高速的情况下，如果飞船想要通过地面接收站实现直接对话，为了保证通讯质量，需要100多个地面基站来接收信号。(想想为什么在飞机上不让打电话？除了干扰飞行以外，地面基站难以配合也是一个原因。当从一个基站点收到信号后马上回传，可能都找不到目标无法回传了，已经到下一个基站的地盘了，这需要更高超的通信技术)。在全地球范围内布设如此多的基站，不但保密性很差，成本上也不划算，还会有地缘政治问题。

太空基站

这就是为什么需要中继卫星来进行中转信号的传输以实现天地通信。

国际空间站就是通过NASA的跟踪和数据中继卫星（TDRS）系统实现上行链路传输的。该系统由9颗卫星组成，目前有6颗卫星在运行，帮助宇航员与地面进行通信。休斯顿的约翰逊航天中心将有线电视节目信号连接到任务控制中心，再上传到机组。再通过TDRS的几个频带，将数据从地面传送到太空。其中基础通讯（如音频信号和遥测信号）使用S波段发送，而像看奥运会这样流媒体播放的大数据量通讯，则在Ku波段进行。国际空间站上有高清投影仪和专门设计的65寸屏幕。宇航员每周都用和家人打电话，或者和任务控制中心连线。

与我们地面普通的卫星通信的区别是，普通的卫星接收器是固定的，天线与同步卫星是相对不动的。但国际空间站运行时，天线需要移动以跟踪卫星。这会产生明显的多普勒效应，接收机需要更宽的频谱，以便动态地改变频率（相控阵天线表示为什么不派自己上去）。

那速度怎么样？2013年升级后，国际空间站Ku频段的上行速度从3Mbps提高到了25Mbps。它的下行速度最高可达300 Mbps，时间延迟也很低。宇航员们几乎每个周末（工作时间以外）都在国际空间站的IBM笔记本上观看各种节目。不过，由于Ku频段的覆盖范围并不是100%，所以在90分钟一圈的轨道上，有大概80分钟能连上。