中国空间站在距地球约400公里的近地轨道中飞速运转，航天员们在空间站内生活、工作。
你知道那些从空间站采集到的图像都是通过什么方式传输回地球的吗？
“天地”间的通信基站
地球上的信息传输大多需要基站，例如在使用移动通信网络时，基站负责接收和发送手机信号，将数据在手机和基站之间传输，使得人们能够流畅地浏览网页、观看视频等。空间站与地面的信息传播自然也需要基站，它们之间的基站被叫做“航天测控站”。
航天测控站（以下简称测控站）包括固定站和活动站两种类型。根据测控区域的要求，测控站分布在很广的范围，其布站可在本国境内，也可在全球任何适当的地点。按照分布，还分为陆上测控站、海上测量船、空中测量飞机、跟踪与数据中继卫星等四大类。
截止到2021年，我国建有11个航天测控站，包括国内的五个陆上测控站：东风站、渭南站、青岛站、厦门站、喀什站。国外的四个陆上测控站：卡拉奇站、纳米比亚站、马林迪站和智利站。另外还有两个机动测控站：和田站与主场站。
那么，为什么测控站会分布在不同的地区，同时还涵盖了这么多类型呢？其实，这是由于空间站的轨道特点所带来的通信挑战！
航天测控站：通信“接力赛”
空间站绕地球运行的速度极快，平均速度高达每小时28000千米左右，大约每90分钟就能够绕地球一圈。因此，中国空间站与航天测控站之间的通信窗口非常短暂，通常只有3-8分钟。同时，受地球自转和空间站高速运动的影响，空间站并不是一直位于我国上方的，有时也会在地球的另一面运行。如果仅靠一个航天测控站进行通信，那么当空间站在另一侧运行时，信号就会被地球遮挡。为保证长时间通话或者视频传输，需要多个测控站“接力”通信。这些测控站通过高速光纤网络相互连接，确保数据能够实时传输到北京航天飞行控制中心，进行统一处理和调度。空间站会先后越过多个测控站覆盖区域，当一个测控站跟踪即将完成时，另一个测控站就会接过“接力棒”。
远望号测控船
航天器绕着地球运行，由于地球的海洋面积比陆地面积大得多，航天器大部分时候位于海洋上方，远离地面指挥中心。但指令的操作争分夺秒，当地面指挥中心已经不能及时传达时，就需要在海洋上有移动的测控站。这时候远望号测控船就派上了用场，虽然远望号测控船的数量相对较少，但由于海上选点方便，布点位置好，所以在传输通信数据时发挥的作用相当大，其测控覆盖时间占整个测控通信网总覆盖时间的一半左右。它们在卫星发射和轨道调整期间发挥着不可替代的作用。
测控站除了陆基测控站、海基测控站之外，还有天基测控站。天基比陆基、海基的测控优势大得多，覆盖率非常高。美国、俄罗斯基本上都以天基测控为主，用中继卫星来完成测控通信工作。
中继卫星通信“全覆盖”
中继卫星观测近地空间内运行的航天器并将数据实时回传地面
因为如果缺少中继卫星的支持，很多时候神舟飞船只能在进入地面测控站测控弧段时才能进行天地沟通。2021年7月，随着我国第一代中继卫星5星连捷，天链中继卫星成功组网。我国成为继美国之后，第二个具有全球覆盖能力的中继卫星系统的国家。中继卫星位于距离地球约3.6万公里的地球同步轨道上，“站得高、看得远”能够覆盖更大范围的地球表面，实现全球范围的通信覆盖。这样一来，就能确保空间站无论飞越地球的任何区域，都能与地面保持通信。
天地通话的实现，离不开空间站、天链卫星和地面站的默契配合。地面通话信息首先从地面站发出，通过上行链路抵达天链卫星。此时，卫星的星间链路天线精准锁定空间站，将信息传递过去。航天员的通话信息则沿着相反路径，依次通过空间站中继终端、天链卫星和星地下行链路，最终传回地面。这一过程如同一条无形的“太空桥梁”，连接着天地两端，让沟通畅通无阻。
为确保地面与航天器（如空间站、卫星等）之间的通信链路稳定、高效运行，那可离不开天地通监控中心。天地通监控中心作为天地话音图像的管理和指挥中心，承担着信息传输的“最后一棒”。它能通过实时分析调度，将清晰的话音和图像传输到地面。该系统具备大带宽通信能力，可实现语音、视频图像的双向传递，为航天员与地面人员的实时交互提供了一个可视化的平台。
在航天任务中，测控通信系统扮演着至关重要的角色。它如同一条高效、稳定的信息传输“天路”，将天地之间紧密连接起来。地面测控站编织出的信息传输链路，与架设在太空中的中继卫星组网运行，为航天器与地面之间架起一座座沟通的桥梁。
部分信息来源于：人民日报、国家国防科技工业局新闻宣传中心、
文昌国际航天城、科普中国、环球时报、中国军网等
（科学性审核：郑永春博士，空间科学传播专家工作室）
责任编辑：刘海华
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