NASA月球上装Wi-Fi，中国空间站开直播

电子发烧友网报道（文/黄山明）10月13日，据福克斯新闻报道，美国宇航局（NASA）计划在月球上建设Wi-Fi网络，并表示这一计划将会解决未来太空联网的问题，同时安装月球Wi-Fi甚至可以影响到地球的网络环境，帮助那些无法获得稳定网络信号的社区，消除数字鸿沟。

NASA计划在月球上安装通信系统

目前这一计划已经在美国克利夫兰的格伦研究中心Compass实验室中进行，该研究将会把当地社区与月球南极附近的阿尔忒弥斯基地进行比较，月球的阿尔忒弥斯基地将有望在2030年之前建立。

此前NASA已经拨款超过3亿美元，计划在月球上部署网络，为了实现未来建立月球基地后维持人类生活的目标，已资助了几十家公司在月球表面部署相关技术。当然这些技术除了网络以外，还有远程发电、低温冷冻、机器人技术与安全着陆技术等。

图源：福克斯新闻

尽管月球上的Wi-Fi技术目前仍然在探索当中，不过这一概念的应用，也为地球上的社区网络建设带来了许多启发。

如研究发现，只需要将每个Wi-Fi路由器设置距离间隔不超过100米，那么就能有效解决社区的网络问题，让一个四口之家能够达到7.5Mbps的下载速度。例如将Wi-Fi路由器连接到2万个左右的路灯或者电线杆上，就能解决美国克利夫兰的网络连接问题，可以为该地区近31%没有宽带接入的家庭提供Wi-Fi服务。

早在一年前，NASA便已经计划在月球上建设网络了，不过那个时候并不是Wi-Fi，而是4G网络，诺基亚贝尔实验室、SpaceX等13家公司签署了这一合同。

在月球上建设的4G网络，不仅要求如地球上的应用一样进行语音传输与数字信号传输，还需要满足远距离操作任务指令的条件，比如远距离操控月球车。

此外，建设网络的设备需要应对严酷、充满宇宙辐射的月球环境，并且能够适应超过250度以上的昼夜温差。同时，在运输过程中，也要避免震动、冲击、加速等过程对设备造成的影响。

当然除了不小的挑战外，在外太空建设网络，也并非完全都是挑战。据纽约州立大学奥尔巴尼分校电子和计算机工程助理教授Dola Saha透露，在真空环境中，信号的传播模型会有所不同，由于没有树木以及建筑物等地面障碍物，信号的传播效率可能会更高。

不过在另一方面，效率高也意味着即便距离很远，其信号强度仍然不会太弱，对于想要联网的设备而言是个好消息，但是对于射电天文学而言，这就太糟了。

射电望远镜很容易被射频信号干扰到，举个例子，一台位于火星的手机其新发射信号所携带的能量也足以干扰到英国曼彻斯特的卓瑞尔班克无线电观测站，因此如果要在月球上建设一条完整的通信网络对于地球射电天文学可能是一场灾难。

好在已经有机构注意到这一情况，通过适当的屏蔽和提高信号发生精度，信号干扰可以得到一些缓解，不少天文学家也在不断研究减少射频干扰的策略。

中国天链系统

不仅是美国的NASA在太空中准备部署4G和Wi-Fi网络，中国也在天空中部署了Wi-Fi。今年6月份，神舟12号发射，中国进入到了空间站时代，在空间站中便安装了Wi-Fi设备。

太空中的通信网络建设是有其必要性的，不仅可以维系航天器的日常工作，对于航天员的生活、科研等方面都有极大地便利，也有利于与地面之间进行数据交互。

尽管没有如同NASA准备直接在月球上建设Wi-Fi设备，但在空间站中建设Wi-Fi同样不容易，要知道Wi-Fi还需要地面的信号基站、光纤网络、通信网络或者星链类地轨卫星的支持。

天链系统|新华网

而中国的空间站天宫距离地球表面达到400千米，每秒钟飞行速度达到7700米，采用传统基站、网线、光线方式基本不可能进行通信传输，低轨卫星也很难提供有效的服务，因为这类卫星飞的低，导致与空间站的相对速度极快，网络传输更是谈不上了。

那么天宫是怎么解决Wi-Fi问题的？答案是将信号基站建造的更高一些。这里需要科普一个小知识，即地球静止轨道，该轨道位于地球赤道上空35786千米，位于这个轨道上的卫星绕地球一周的时间与地球自转完全相同，所以从地面上来看，会认为卫星从来就没有动过。

中国将一套中继卫星通信系统，代号天链，发射到了地球静止轨道上，而这套中继卫星系统早在2008年便已经发射升空，2019年又将新一代天链系统发射到太空当中。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。

有了这套系统，对于高度仅400千米的天宫自然是绰绰有余。提升有多大呢，在2003年神舟5号升空时，杨利伟想要与地面进行通话，只能依靠飞过中国上空区域才能连接信号，且时间只有短短的5分钟左右。

而到了2013年的神舟10号时，也就是天链系统正式建立完成1年后，航天员便可以通过直播的方式进行长达51分钟的太空授课。期间飞船已经绕着地球飞了大半圈，到了2016年的天宫二号与神舟11号时，两位航天员在太空的33天时间里，几乎每天都能在新闻联播中看到他们的实时通信身影。

当前，覆盖全球中继卫星通信，从运营能力和覆盖范围来看，最强的当属中国与美国。不论是美国的NASA，还是中国CNSA（中国国家航天局），都在不断努力向天空中探索，毕竟我们的未来，就是星辰大海。