18年前杨利伟天地通话只能打10分钟，如今全球无缝通信，如何实现

在过去大半个世纪，人类已经把通信网络实现了全球覆盖，今天基本上有人类频繁活动的地方，基本上就有无线通信基站，有了这些通信基站，我们可以随时实现手机打电话和上网。

但是中国的航天器面临着一个问题，中国的神舟飞船和天宫空间站能够直接和地面进行的通信的时间都存在一个窗口期。

2003年，中国首位航天员杨利伟升空的时候，中国当时有喀什、西安、青岛等几个地面测控站，外加几艘远望号测控船。

当时杨利伟乘坐的神舟五号飞船，轨道高度是340公里左右，环绕地球飞行一周的时间大概是90分钟，神舟五号进入喀什测控站范围到脱离青岛测控站范围的整个过程，差不多只有10分钟时间，当时北京的航天飞控中心想要和杨利伟进行通话，只能利用这10分钟时间。

而且当时的通信带宽非常窄，飞船上采集到的音视频数据，需要压缩180倍之后，才能下传到北京，当时的飞控中心看见杨利伟的画面，基本上只能靠眨眼补帧，是真正的PPT帧率。

在那个年代，航天员想要和地面说句话，或者打个招呼，都是非常奢侈的事情。在窗口期以外的时间，地面飞控中心甚至连飞船和航天员的运行状况都是完全不知道的。

想要解决这件事情，只有两个办法，一个是在全球建设测控站。

比如在南美洲，中国在阿根廷的一个叫内乌肯的地方，租了一块200公顷的土地，期限50年，建设了一个35米口径的巨型天线，也就是我们俗称的“锅”。

比如在南半球的澳大利亚，是大洋洲建立测控站的最优地点，这里就有中国、美国、欧洲建立的10多个测控站。

当然，像阿根廷这样的机会并不常有，更多的是世界各国的测控站实现联网共享通信和测控服务，外国的飞船和卫星掠过中国上空的时候，我们提供通信和测控服务，中国的飞船或者空间站飞到外国上空的时候，外国的测控站给北京飞控中心提供数据。

目前，除了NASA以外，中国和很多国家都建立了测控站国际网络，比如法国、智利和瑞典，同时中国的测控站和测控船也给外国提供过测控服务，比如澳大利亚的通信卫星和早年的铱星。

不过地面测控站局限性太强了，除了有国际政治因素的影响，也受到地理因素影响，还会受到天气影响。

更完善的办法还得是在太空上弄一个天基测控网，和地面测控网相互配合。

美国在70年代就启动了天基测控网络卫星，到目前为止，已经发射了大约12颗卫星，目前有10颗正在运行。

国际空间站现在每天24小时进行4K视频直播，就是通过这10颗中继卫星实现的。

中国在神舟五号飞船发射之后，也开始建立我们自己的天基测控网络，命名为天链卫星。天链卫星其实本身就是一个Ka/S频段的通信卫星，造这么个卫星本身没有什么太多的难点，难点在于发射升空。

天基测控卫星是在地球静止轨道上运行的，地球静止轨道是一条非常特殊的轨道，是特指在地球赤道正上方的地球同步轨道，这条轨道上的卫星和地面相对静止，而且只有一条，想要在这条轨道上部署卫星，必须在国际电联报备，审批通过之后，要在规定的期限之内把卫星发射上去，否则过时不候。

而且这条轨道高度是3.5万公里，距离地球相当远，这要求火箭的入轨精度非常高，别看中、美、欧入轨轻轻松松，很多航天小国就算能通过国际电联的审批，要把卫星发射上去还是非常吃力的，比如印度，印度2020年发射首颗地球静止轨道卫星，就失败了，到如今2022年，也没有机会把这颗卫星补上去。

中国分别在2008年、2011年、2012年发射了三颗天链卫星，一颗停留在非洲上空，一颗在印度洋上空，一颗在太平洋上空，三颗卫星组网的时候，中国成为了三个拥有天基测控全球覆盖能力的国家之一，而且还超越了俄罗斯，目前也只有中美拥有实时全球无缝连接的通信能力。

目前，中国的天地通信带宽已经介于4G和5G之间，天链卫星的寿命大概是5~8年左右，未来我们还会发射带宽更大，更先进的天链卫星。