神舟十二号载人飞船与核心舱成功对接，18 日安装无线 wifi 设备，航天员在太空可以上网？如何实现？
太空上网，并非科幻
听到“太空上网”，很多人可能会觉得这是科幻电影里的情节。毕竟，在茫茫宇宙中，要建立起与地球的稳定连接，本身就是一项极其复杂的工程。但实际上，航天员在执行任务期间，是可以通过多种方式与地面进行通信和数据传输的，而“上网”的概念，在一定程度上也可以实现。
神舟十二号的“网络”基石：通信系统
神舟十二号飞船与天和核心舱的对接，本身就意味着两者之间建立起了稳定可靠的通信链路。这个链路是航天员在太空与地面进行一切信息交流的基础。
1. 天地通信网络： 地球上有一个专门为航天任务设计的“天地通信网络”。这个网络主要依靠位于地球各地的测控站，以及部署在太空中的通信卫星（例如中国的“天链”系列中继卫星）来组成。当神舟十二号在太空中飞行时，它会通过无线电波与这些地面测控站或中继卫星进行通信。
2. 中继卫星的作用： 考虑到地球的自转和轨道特性，飞船与地面的直接通信会受到时间、角度等限制。中继卫星就像是在太空中架设的“信号转接站”。它能够接收来自飞船的信号，然后将信号转发给地球上的地面站，反之亦然。这样，即使飞船在地球的另一侧，也能保持持续的通信。
航天员的“上网”是如何实现的？
我们通常理解的“上网”是指接入互联网，浏览网页、收发邮件、使用社交媒体等等。在太空，航天员的“上网”方式与我们在地面上有所不同，但其核心都是信息的传递和获取。
1. 数据传输与“私人”网络：
地面指令与信息传输： 航天员在太空中的一切活动，从飞行控制到科学实验，都需要与地面进行密切沟通。地面控制中心会将指令、数据、任务更新等信息通过天地通信网络发送给飞船，再由飞船传输给航天员。
航天员的“内部网络”： 在飞船和核心舱内部，通常会建立一个局域网（LAN）。航天员可以通过连接到这个内部网络的终端设备（例如笔记本电脑、平板电脑）来查阅任务文件、查看设备状态、与队友沟通，甚至进行一些娱乐活动。
无线 Wifi 设备的安装： 报道中提到的“安装无线 wifi 设备”，很有可能是在核心舱内部，用于连接航天员的个人终端设备，或者将飞船和核心舱内部的设备连接到这个内部网络。这就像是在太空舱里架设了一个小型的无线局域网，方便航天员在舱内更灵活地使用电子设备。
2. “间接”互联网接入：
邮件与信息交换： 航天员可以通过飞船的通信系统，将预先打包好的邮件或文本信息发送到地面，地面人员处理后再通过同样的渠道回复。这是一种“准实时”的通信方式，可能需要一些时间才能完成信息的往返。
特定任务数据的上传与下载： 航天员在太空中进行的科学实验会产生大量数据，这些数据需要被传回地面进行分析。同样，地面也会将新的实验参数或指令下载给航天员。这些数据传输量较大，但并非我们理解的“网页浏览”。
“限制性”的网络服务： 航天员或许能够通过专门的通道，访问一些经过筛选和优化的信息服务，例如查阅特定知识库、查看经过压缩和预处理的地球新闻摘要等。直接访问开放的互联网，因为其不稳定性和安全风险，通常是不可行的。
为什么不是我们熟悉的“WiFi”？
我们平时使用的 WiFi 是通过无线电波在短距离内连接设备。在太空，虽然也是无线通信，但其覆盖范围、带宽、稳定性要求都远超地面 WiFi。
传输距离和信号衰减： 从几百公里高空的飞船到地球，信号需要经过漫长的距离传播，会受到衰减。
复杂环境： 太空环境复杂，充满各种辐射和电磁干扰，对通信信号的稳定性是巨大的挑战。
带宽需求： 航天任务涉及大量数据的传输，需要高带宽。地面 WiFi 的带宽通常难以满足这些需求。
安全性： 航天任务是国家级的机密工程，通信系统的安全性至关重要，直接接入互联网存在巨大的安全隐患。
总结来说，神舟十二号的航天员在太空“上网”，更多的是一种 “受控的、功能性的网络访问” 。 飞船与核心舱之间，以及与地面之间的通信网络是基础。核心舱内部的 WiFi 设备，是为了方便航天员在舱内使用个人电子设备，接入这个内部通信系统，从而间接实现获取信息、与地面进行通信的目的。
这并不意味着航天员可以在太空里像我们在地球上一样，随意打开各种APP、刷短视频或玩在线游戏。但它确实为航天员提供了一个更便捷、更高效的信息获取和沟通渠道，这对于提升他们的工作效率、改善太空生活质量，以及更好地完成科研任务，都有着重要的意义。这标志着中国航天在载人航天工程的信息化和智能化方面又迈出了坚实的一步。
网友意见
2021年6月17日，神舟12号发射，中国正式进入崭新的空间站时代。6月18日，三名入住的航天员，便立即开始在空间站里安装Wi-Fi设备。
====以下是不正经科普时刻====
“地球是人类的摇篮，但我们不可能永远待在摇篮里。”
这是航天先驱齐奥尔科夫斯基的一句名言，激励了无数人对航天的想象。
但生活在100年前的他并没有想到，时至今日，人类还是选择优先待在摇篮里，原因很简单：这里有Wi-Fi！
为什么地球是最好的行星？（图源：tenor）
马斯洛把人的需求分成很多等级，根据最新的“研究成果”，Wi-Fi已经成为了人类最基本的需求。
Wi-Fi的重要性可见一斑，所以航天员也要第一时间安装Wi-Fi。
====以下是正经科普时刻====
安装Wi-Fi确实有非常大的必要性，毕竟它的传输速度能极大方便空间站里的数据传递，对于航天员的工作、科研和生活都有极大的便利，也方便与地面的天地数据交互，意义很大，确实应该尽早安装。
作为人类的基本需求，相信很多人对Wi-Fi的使用原理很熟悉了：它本身只是个传递工具，覆盖较小的区域，为连接的设备快速传递数据。但Wi-Fi背后需要地面信号基站、光纤网络、通信网络和最近特别火爆的星链类低轨卫星星座等支持。
只靠一个Wi-Fi设备，就好比没有主机的电脑显示器，是没有任何意义的。
所以天宫能安装Wi-Fi，本质上是背后必须有方法把天地的信号通路给建好了，成为沟通天与地的烽火台。
天宫距离地球表面约400千米，每秒钟飞行7700米，采用绝大部分用户使用的传统基站、网线、光纤方式毫无疑问是不可能的。低轨卫星网络也无法提供有效服务，因为大家飞得都很低，都在几百千米高，不同轨道的话相对速度很快，几乎没法用。即便我们有很多地面基站，也有远望航天测量船，但显然不可能全球覆盖。
只有一个办法：把烽火台建的高一些。
这就需要涉及地球上一条最神奇的卫星轨道：地球静止轨道。它位于地球赤道上空35786千米，在这个轨道上卫星绕地球运行一周的时间恰好与地球自转完全相同，等于卫星覆盖的用户在和它完全同步运动。所以用户看起来，会觉得卫星从来没有动过，“静止”了！
而且这卫星的轨道非常高，远大于地球半径（6378千米），对地球的覆盖范围也很大。仅需要在不同经度的赤道上空布置3颗卫星，就能实现对地球全天候全天时的通信覆盖。
此时，飞行高度仅400千米的天宫想用的话，显然也没有问题。
中国的这一套系统，就是天链。这个名字太浪漫太酷了，链接天地，是一套中继卫星通信系统。
天链一号艺术效果图（图源：新华网）
天链一号的建立历史如下：
天链一号01星：2008年4月25日发射
天链一号02星：2011年7月11日发射
天链一号03星：2012年7月25日发射
天链一号04星：2016年11月22日发射，参与组网并备份替换天链01星。
所以事实上我们自2012年起就能实现覆盖全球的中继卫星通信，从运营的能力和覆盖范围而言目前基本是中国和美国最强，能实现为低轨航天器全球无缝链接通信。我做了一个图，显示早期天链一号的三颗卫星分别在非洲、印度洋、太平洋上空，能保证系统覆盖范围。
2019年3月31日，我国发射了新一代天链二号01星。它在任务规划、系统管理、业务运行上相比前一代系统取得了显著进步，数据传输速率和多目标服务能力也有较大提升，将对提高中低轨卫星、载人航天器信息回传时效性、在轨运行安全性和任务实施灵活性发挥更加重要作用。
一句话：大大加强了我国中继卫星系统的通信水平。
天链发挥的作用早在此前的载人航天任务中就非常显著了。
2003年，杨利伟进入太空时，必须依靠仅有的飞过中国上空时间抓紧与地面通信，无论是与国防部长的通话、还是与家人的通话，都必须抓住时间窗口，且只能持续5分钟左右，
跟孩子见面，家人眼泪巴巴的，确实很担心啊
但是到了天链之后，2013年6月20日的神舟10号上，王亚平给全国中小学生通过央视直播的方式，进行了长达51分钟的太空授课，期间飞船围绕地球飞了大半圈，超过20000千米！
而到了2016年11月的天宫二号+神舟十一号任务时，景海鹏与陈冬天天在任务的33天时间里，天天可以看《新闻联播》（注意下图右上角的logo，天链！）。
不仅如此，天链的应用范围也在逐渐增大，比如在我国最近几次的火箭发射过程中，就已经可以通过天链卫星向火箭及航天器发出指令，航天测控的工作量和难度减了不少。
所以，最新的天宫空间站当然可以用越来越成熟、越来越强大的天链系统，可以想象，在天链的支持下，不仅航天员会有更方便的工作环境、丰富多彩的娱乐生活和家庭互动等，我们也有更多机会跟他们互动，科学家们也会获得更大量、更及时的科研数据，大家都开心。
天链很香，但显然，天链并不简单，要不就不会世界范围内只有两三个玩家弄得出来了，这背后是航天人了不起的贡献。
1、空间站上网是不是和地面直接通讯的？
否。原理上空间站和地面直接通讯是可以的，但实际上行不通。原因是空间站绕地球转得飞快，一个地面站1天有个30分钟能和高度500公里的卫星建立通讯联系就不错了，轨道覆盖率低达3%。
也就是说，轨道高度300公里以上的卫星要实现地面的实时通讯 ，沿着地面要放100多个地面站，这对单个国家来说是难以完成的任务。
2、空间站是和通讯卫星通讯的吗？
正确。正是由于空间站和地面直接通讯问题多多，所以一般来说在36000公里高度的同步轨道部署中继卫星是王道。开局一颗星，覆盖达50%。中局三颗星，覆盖保证100%，不放心再来一颗04星，这个塔绝对是稳如泰山。没错，我说的就是中国部署的天链01、天链02、天链03和天链04星。
3、空间站和天链之间的数据传输速度有多高？
实在没有官方数据。开局没数据，答案只能猜。想当年天宫二号里面景海鹏他们两个航天员，可以在线看电视，在线看新闻联播，收发邮件，弄弄空天视频通话，收发照片都行。最猛的操作是王亚平太空在线授课，视频流的话2Mbps应该还是有的。
最高速度我们可以参考2002年9月日本发射的中继卫星“回声”号，它的中继速度是240MB/S，2006年发射的“大地”号遥感卫星传输速度达近300MB/S，天链2号速度估计也差不多。
至于同步通讯卫星和地面的话，专用的转发器即使用慢点的KU波段，如果不分开租用信道的话，GB一级的速度还是可以达到的。飞机上网慢个人觉得还是费用问题，土豪空间站可以多租带宽、租满带宽，甚至包养整个中继星，有钱就是这么豪横！
4、空间站WIFI怎么架设？
应该先设定好波段，然后确定几颗中继卫星的位置并将天线对准它们。（无资料，不确定，要请专家指正）
然后应该舱内应该有一个已经安装好的网关，一边是连接卫星的广域网卡，一边转成无线信号，形成热点供舱内设备使用。各舱的信号覆盖应该在地面全部调试好了，到处满格信号。
个人觉得宇航员应该是在对接中继卫星并且调一些参数。
5、空间站速度如何测试？
1秒钟下载完欢乐斗地主的，100MB/秒。
1秒钟下载完成英魂之刃的，1.5GB/秒。
1秒钟下载完成王者荣耀的，2GB/秒。
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