想蹭网，空间站 Wi-Fi 怎么样？

6 月 17 日，神舟十二号成功发射，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波先后进入天和核心舱开始了为期 3 个月的在轨驻留。
6 月 18 日，航天员们在空间站核心舱顺利装上了 Wi-Fi 设备，网友们纷纷表示想要蹭个网。



图源：新华社


图源：中国载人航天空间站 Wi-Fi 和地面 Wi-Fi 有何异同
空间站所用的 Wi-Fi 设备，本身 Wi-Fi 的核心技术跟地面上使用的基本相同。设计师结合空间环境和使用环境（如太阳风暴、电磁敏感等），对设备的结构和布局进行了全新的设计和制造。



神舟十二号航天员正在安装设备图源：CCTV
空间站的 Wi-Fi 和我们家中的 Wi-Fi 使用起来没有什么区别，可以发微信、视频通话、收发邮件等。空间站核心舱还配套有智能家居，有了 Wi-Fi，航天员可以轻松便捷地使用 APP 来控制照明设备开关、查询站上物资存储情况。
平时，航天员们带着骨传导耳机，舱内的 Wi-Fi 方便他们在站上各个舱段相互通话，而且他们在任何位置上也都可以与地面通话。设计师还特意为航天员们预留了一条私密语音通道，航天员们可以和家人们说说悄悄话，分享自己的太空生活。



图源：新华社空间站 Wi-Fi 怎样和地面通信
空间站的飞行高度距离地面约 400 千米，能否通过 Wi-Fi 直接连接地面呢？回想一下，我们家中的 Wi-Fi，隔了一堵墙或者离 Wi-Fi 设备 3~5 米远，信号质量就会差很多。400 千米的距离，需要非常大的发射功率，空间条件比较严苛，不可能为 Wi-Fi 设备提供这么大的功率。
不能直接连接，那怎么操作呢？
位于地球赤道上空 35786 千米，有一条地球静止轨道，在静止轨道上运行的卫星叫做 " 静止卫星 "。静止卫星相对于地面不动，地面站容易跟踪。一颗卫星可覆盖约 40% 的地球面积，利用均匀分布在地球赤道上空的 3 颗静止卫星，就能实现除南北极很小一部分地区外的全天时覆盖。
近几年，我国完成了天链中继卫星建设，中继卫星可以覆盖到飞行高度 400 千米的空间站。通过空间站、天链中继卫星和地面站三者的共同参与，一条 " 天地线路 " 就形成了。



图源：搜狐在空间站核心舱上，摄像机、耳机、手机、电脑等设备都可以作为网络终端。这些终端采集到的图像和语音数据通过有线或者无线 Wi-Fi 的方式连接至舱内的以太网交换机，通过高速通信处理器经中继链路传输到地面。通信链路的下行速率是 1.2Gbps，与地面 5G 通信峰值速率相当。



图源：中央纪委国家监委网站在天地通信体验上，空间站与之前的空间实验室（天宫一号、天宫二号）最大的不同是增加了天地互联网通信系统，空间站天地之间的通信速率是空间实验室的八倍。
空间站的发展史
第一代和第二代空间站都是单一式空间站，属于小型空间站。第三代空间站以后就属于组合式空间站（如搭积木一般）。前苏联的礼炮 1 号到 5 号都是单一式空间站，美国的天空实验室是第二代空间站。从前苏联的和平号开始，组合式空间站成为了空间站的发展方向。
1971 年 4 月 19 日，前苏联发射了人类第一座空间站礼炮 1 号。当时，前苏联用于维持天地通话的设备只有 7 个地面站和 12 艘远洋船，很难保证空间站飞到任何地点上空都能维持和地面的联系。礼炮 1 号，在每个 90 分钟的轨道周期内，只能维持 20 分钟的天地通话。



图源：finance.sina.com.cn1973 年，美国发射了天空实验室号空间站，它携带了一系列的望远镜，科学家在上面做了许多关于医药、地质和天文等方面的科学实验。
1986 年，前苏联发射了和平号空间站的核心舱，并在接下来的 10 年间不断运送新的模块在空间组装。1996 年，由 6 个模块组成的和平号空间站建成，该空间站服役至 2001 年。
1998 年 11 月，国际空间站的第一个模块发射升空，随后陆续发射的模块对其逐渐进行扩充；2011 年 2 月，国际空间站组装工作全部结束，它由多个国家分工建造、联合运用，是国际合作进行太空开发的标志。



图源：finance.sina.com.cn2021 年 4 月 29 日，我国空间站天和核心舱在海南文昌航天发射场发射升空。5 月 29 日，天舟二号货运飞船顺利发射；6 月 17 日，神舟十二号载人飞船顺利发射。按照空间站建造任务规划，我国在今明两年还将实施 8 次飞行任务，2022 年完成空间站在轨建造，建成国家太空实验室。



图源：虎嗅我国中继通信卫星――天链系统的发展史
2008 年至 2012 年，我国先后发射了天链一号 01 至 03 星。三颗卫星组网运行，我国成为世界上第二个拥有对中、低轨航天器全球覆盖能力的中继卫星系统的国家。
2016 年，天链一号 04 星成功入轨并完成在轨测试，与 01 至 03 星实现全球组网运行，为我国神舟飞船、空间实验室以及空间站提供数据中继与测控服务，支持空间交会对接等任务。



图源：搜狐2019 年 3 月，天链二号 01 星成功发射，这是我国第二代地球同步轨道数据中继卫星的首发星。它与天链一号卫星系统相互兼容，使我国以数据中继为特征的天基通信基础设施在传输速率、服务数量、覆盖范围等方面进一步提升。
神舟七号任务中航天员翟志刚那句 "我已出舱，感觉良好" 实时传回地面，神舟十号 / 天宫一号太空授课实时无缝直播，神舟十一号 / 天宫二号任务中航天员与地面 "天地双向视频通话" 的实施，神舟十二号 / 天和核心舱任务中 "移动 Wi-Fi"，都是 " 天链 " 完美支撑的结果。



图源：CCTV在 " 天链 " 的支持下，不仅航天员有更加便利的工作环境和丰富多彩的休闲方式，我们也有更多的机会去了解太空生活。

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