空间站有 Wi-Fi，航天员为啥不能直接连地面？
10 月 1 日，神舟二十三号乘组从中国空间站送来国庆祝福。
画面里的航天员，离地面约 400 公里。
这个距离，放在地面上不过是一趟城际旅行。
可空间站与地面通信，信号有时却要先飞向约 3.6 万公里高的中继卫星，再折回地球。
航天员朱杨柱（中）、张志远（右）、黎家盈（左）送来国庆祝福。
丨央视新闻
既然近在头顶，
为什么还要绕这么远？
问题出在 “头顶”并不是一个固定位置。
空间站绕地球飞行，地面站也随地球转动。
两者之间能否通信，首先取决于能否看见彼此。
这里的“看见”，是指微波通信所需的通视条件。
地球这个大球体，会挡住通往另一侧的信号。
拿一个球和两个小物件就能理解：一个贴在球面上，代表地面站；另一个悬在球面附近，代表空间站。
让空间站绕球移动，它很快就会转到球背面。
距离依旧不远，通信窗口却关闭了。
实际通信还受地形遮挡、天线指向和允许的最低仰角影响。
空间站视角下，地球在不断转动。
丨央视新闻
那如何解决这个问题呢？
办法之一，是 增加地面站；另一个办法，是 把“接力员”放到更高处。
天链中继卫星就承担这样的任务。
位于地球静止轨道的中继卫星，在赤道上空随地球自转，对地面看起来大致停在同一位置。
站得高，它能看见更大范围内的低轨航天器，在同时看得见地面站时，便能接收并转发数据。
不过， 一颗中继卫星也会遇到地球遮挡，系统仍需靠合理布局（多星组网）与切换衔接。
天链中继卫星，三颗星即可实现对中低轨道近 100% 覆盖。
目前该系统有十余颗在轨卫星。
丨公共领域
这并非中国空间站独有的选择。
美国 TDRS 系统也为国际空间站提供中继通信。
欧洲则用 EDRS 连接低轨任务，国际空间站的 ColKa 终端通过无线电接入这一系统。
各系统的配置不同，但解决的问题都一样，就是 延长低轨航天器与地面的联系时间。
代价是增加了信息传播的时长。
具体增加了多少？可以简单算一下：
把无线电在太空中的传播速度近似取为每秒 30 万公里，假设空间站恰好位于地面站正上方，直达路径为 400 公里，单程传播时间约为： 1.3 毫秒。
再设地面站、空间站和高约 36000 公里的中继卫星，恰好位于同一条地心径向线上。
空间站到中继卫星约 35600 公里，中继卫星到地面约 36000 公里，两段合计 71600 公里，单程约为： 0.24 秒。
如果往返都走这样的路径，仅信号传播就需要约 0.48 秒。
这是一组便于比较的理想几何模型。
400 公里是轨道高度，并非任意时刻到任意地面站的距离；实际斜距会随位置改变。
视频通话还要经历编码、处理、地面网络传输和缓冲。
因此，不能把 0.24 秒当成实际画面的固定延迟，也不能仅凭祝福视频判断它具体走了哪条通信链路。
太空通信有各种延迟，视频通话延迟更甚。
丨央视新闻
空间站里有 Wi-Fi，也不意味着航天员的手机可以直接连上地面路由器。
Wi-Fi 负责舱内设备接入，跨越太空的那一段，仍要交给专门的通信设备。
未来，能不能既联系得久，
数据传得又更多？
2026 年 3 月，中国科学院公布一项高轨星地 激光通信试验，效果喜人：在最远约 4 万公里的距离上，上下行速率均达到每秒 10 亿比特，链路连续维持超过 3 小时。
不过，这是卫星与地面的试验，不能据此认定空间站已采用激光中继。
由于激光束很窄，对瞄准与跟踪要求更高，相关技术一直在持续发展中。
若稳定建链、持续传输与网络切换进一步成熟，未来的空间通信有望传回更多数据。
图为丽江高美古观测站 1.8 米激光通信地面站。
丨光电技术研究所
但无论如何，光通信都要遵守光速限制。
带宽提高，可以缩短传完一批数据的时间，却不会让每一个信号更快地跨过同样距离。
空间站通信选择绕远路，本质上，是用更长的传播距离，换取更多可连接的时间。
衡量这条路的价值，不能只量公里数（不可避免的信号延迟），还要看什么时候能通、能通多久，以及能送回多少信息。
一切的选择，都是综合考量的结果。
策划制作
作者丨周炳红 中国航天科普大使 研究员
审核丨孙志斌 中国科学院国家空间科学中心研究员
再过四年，近地轨道就剩咱家天宫了？别急着高兴，美俄新玩法更狠
这两天有个新闻挺有意思，俄罗斯和美国商量好了，要从2028年开始，把国际空间站的轨道高度慢慢往下降。整个“下坠”过程大概持续两年，到2030年彻底报废，最后掉进南太平洋那片所谓的“航天器墓地”。
说是一起干，其实分工挺清楚。
俄罗斯出两艘“进步”号货运飞船，美国出一艘专门设计的脱轨飞行器，三艘飞船一起发力，把这座四百多吨的大家伙从四百公里高的地方一点点拽下来。
看到这条消息，我第一反应是，这两个吵了这么多年架的国家，居然还能在太空里搭把手，这事儿本身就挺魔幻的。
国际空间站是1998年开始建的，最初设计寿命只有15年。
结果呢，一延再延，硬撑到了现在，已经是第28个年头了。
说实话，这老伙计早该退休了。
这些年漏气、设备老化、模块故障，隔三差五就出点状况，能撑到今天已经是奇迹了。
所以2028年开始降轨，2030年彻底报废，这个时间表其实不算早，甚至有点晚了。
但我想聊的不是技术，是这背后的人情世故。
你们想过没有，自从2018年以后，美俄航天机构负责人整整八年没面对面交流过。
八年啊，地面上打得再凶，太空里还得靠对方活着，这种关系你说微妙不微妙？ 上个月，NASA局长专门跑了一趟哈萨克斯坦，观摩了俄罗斯飞船的发射。
这场见面，与其说是为了看发射，不如说是为了谈“后事”，国际空间站的后事。
说白了，国际空间站是冷战结束后美俄“和解”的产物，是当年双方在太空里搭的一座桥。
现在这座桥要拆了，桥两头的人怎么拆，拆完之后各走各路还是接着搭新桥，这些事儿比飞船怎么脱轨复杂多了。
俄罗斯那边已经在盘算自己的轨道站了，说是2028年开始在国际空间站基础上搞自己的舱段，2030年脱离出来单飞。
美国那边呢，更倾向于让商业公司来接盘，搞私营空间站。
两边各怀心思，但面子上还得把最后这出戏演完。
还有一个细节值得琢磨。
美国那艘脱轨飞行器，是跟SpaceX签的合同，价值8亿多美元，以“龙”飞船为基础改造，动力是普通版本的四倍。
花这么多钱给一个快报废的东西“送终”，有人说值，毕竟这么大个空间站，失控掉下来砸到哪儿都不是闹着玩的。
也有人说不值，不如省下来搞点新项目。
我觉得吧，这事儿不能光算经济账。
国际空间站这二十多年，养活了成千上万的科研人员，产出了数不清的科研成果。
更重要的是，它证明了人类可以在太空里长期合作，哪怕地面上吵得再凶。
现在要说再见了，体面地送走它，是对这段历史的基本尊重。
当然，也有人会说，国际空间站没了，不就剩咱们的“天宫”独一份了吗？这话听着提气，但我觉得没必要这么比。
太空那么大，容得下多个空间站。
人家拆桥是人家的事，咱们搭好自己的桥就行了。
更何况，美俄表面上是给空间站“送终”，实际上各自都在布局下一代空间站，玩法比现在更狠。
最后说一句，2028年开始降轨，2030年坠毁。
从现在算起，还有不到四年。
这座飞了近三十年的“太空城市”，很快就要在南太平洋的波涛之下，变成一堆永远沉默的碎片。
一个时代，就这么结束了。
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记者：杨志刚 视频来源：中国载人航天工程办公室 新华社音视频部制作
