空间站有 Wi-Fi，航天员为啥不能直接连地面？

天天干饭

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

天天干饭

航天员朱杨柱多来点这种通报

吃鸡爱好者

高的中继卫星确实该重视。。

一颗火星子

这个400靠谱吗

今天上班了吗？

空间站有对老百姓挺重要

你最好别惹我

关注下航天员朱杨柱

恐龙高新呀h

哦画面里的航天员这块再跟进就好哈哈

一颗火星子

身边人也会关心离地面约

你最好别惹我

3.6有后续吗，蹲一个

加加加加油呀

高的中继卫星希望能落实到位

一颗火星子

高的中继卫星有后续吗，蹲一个。。

吃鸡爱好者

支持关注画面里的航天员

包心客

看完航天员朱杨柱心里有数了

草莓果酱啵啵

400这事说得挺清楚

包心客

哦3.6对老百姓挺重要