下面欣赏下国际空间站上拍摄地球美景吧!

1、漩涡沙漠:7月,宇航员在国际空间站拍摄到伊朗卡维尔盐漠中心奇特的景象。

美国宇航局指出,这种现象是由于缺少植被和土壤,最终从太空角度观看到岩石自然折叠的模式。
图中暗色部分是湖泊或者溪流,陆地的宽度大约105公里。
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 策划丨高佩雯
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 策划丨高佩雯