航天技術助球迷各種姿勢看世界盃

衛星電視惠及干萬家

說起觀看世界盃的方式，大家一定會說:在家看電視或者上網看。這當然沒錯，但電視上的信號傳輸卻各不相同。眾所周知，衛星數字電視、有線數字電視、地面數字電視這三種不同的信號傳輸方式，構成了當今數字電視的三種服務業態。

衛星數字電視是利用地球同步衛星將數字編碼壓縮傳輸到用戶端的一種廣播電視形式。它主要有兩種方式，一種是將數字電視信號傳輸到有線電視前端，再由有線電視台轉換成模擬電視信號送到用戶家中。另一種方式是將數字電視信號直接傳送到用戶家中。

在我國，衛星電視也被形象地稱為「小鍋」看電視。我國第一顆數字電視衛星為「中星九號」。

作為一顆高效率、長壽命、高可靠的直播衛星，它採取不加密方式傳輸節目信號，不必經過電視台再傳送就可以直接到戶，居民只需要安裝直徑半米左右的「小鍋」，即衛星電視信號地面接收器，便可收看電視節目。

與有線、地面數字電視相比，衛星數字電視的最大優勢就是覆蓋面積很大，「中星九號」將我國廣播電視覆蓋率提高到了98%以上，有效地解決了中國廣大偏僻鄉村無法收看直播電視節目的問題。

曾經許多偏遠村落里的非洲人民沒有電視信號，想了解自己球隊在世界盃上的表現，往往只能通過第二天的新聞和報紙。2017年8月，中國正式啟動了非洲衛星數字電視項目。項目計劃用1年的時間為奈及利亞等30多個非洲國家、1萬多個村落接入數字電視信號，並為20多萬個非洲家庭兔費提供機頂盒。

相信在這個夏天，許多非洲人民可以在電視機前享受世界盃這一「豪門盛宴」了。

在外太空想看世界盃咋辦

如要在空間站執行任務的骯天員，或者未來外星基地的「旅客」也想看世界盃，那該怎麼辦?

答案是肯定的，這需要中繼衛星為地面站與航天器、外星基地來牽線搭橋了。

中繼衛星被譽為「衛星的衛星」，可為各類航天器提供數據中繼和測控服務，極大提高各類衛星的使用效益和應急能力。如果在36000公里的地球同步軌道上，均勻部署3顆中繼衛星，就可以基本實現世界各地與所有地球低軌航天器的全覆蓋。

蘇聯擁有多個軍用和民用中繼衛星系統，早在1982年就發射了首顆軍用中繼衛星，又在1986、1989年發射過兩顆。美國也於1983年從挑戰者號太空梭上發射了第一顆跟蹤與數據中繼衛星，它首次在一顆衛星上同時採用S、C、Ku三個頻段的通訊衛星，此後不斷完善其「跟蹤與數據中繼衛星系統」，目前基本保持4顆以上在軌工作。

上世紀90年代初，俄羅斯就是通過中繼衛星與當時的和平號空間站進行視頻交互。1996年之後，和平號空間站及現在的國際空間站則主要依靠美國的全球測控網路和中繼衛星與地面持續通信，傳輸高解析度的影像和科學數據，並與地面飛控中心長期保持視頻交互。

在2018年美國普渡大學的畢業典禮上，校方與國際空間站進行了視頻連線，為正在太空執行任務的航天員校友兼地球物理學家菲斯特爾授予了榮譽學位。

不過，目前的視頻交互還是標清信號，還不能提供有線電視台或視頻網站上的高清畫面。所以，如果航天員是一名球迷，他們只能通過中繼衛星觀看世界盃比賽標清像質的直播。

2014年6月17日，國際空間站內的3名航天員就利用實驗間隙，觀看了20分鐘的2014巴西世界盃美國對迦納的比賽，其中，美國航天員成為了那一屆世界盃最遠距離為本國球隊加油的球迷。

國外的航天員有看世界盃的「福利」，我國的航天員想為自己喜愛的球隊加油也是沒有問題的。依靠我國4顆天鏈系列中繼衛星的鼎力支持，自2012年神舟九號以來，我國每次載人航天任務都實現了航天員與地面飛控中心的視頻交互。

2013年6月20日，我國神舟十號女航天員王亞平在天宮一號裡面向中小學生進行了首次太空授課。此外，航天員在外太空還多次觀看我國中央電視台的新聞聯播。

為了與未來外星基地保持實時通訊聯繫，同樣需要建立星際間的中繼通信。今年5月21日，我國成功發射了嫦娥四號月球探測器的中繼衛星「鵲橋」，它將為未來在月球背面著陸的嫦娥四號提供地月中繼通信支持。如果有一天，人類在月球背面建立了科考基地，就可以通過我國的中繼衛星為想看世界盃的航天員們搭建一座電視直播信號的「鵲橋」。

還有哪些奇葩的看球方式

除了上述衛星數字電視、中繼衛星轉播電視信號等方式觀看世界盃，還有什麼腦洞大開的奇葩看球方式呢？

有些網友提出利用遙感衛星，開啟「上帝視角」看球。

目前，光學遙感衛星的解析度很高，最先進的民用遙感衛星 World-View系列的最高解析度為0.3米，那麼1個直徑0.22米的足球，在遙感圖片上也能基本佔滿一個像素。有媒體據稱，美國最先進的軍用偵察衛星鎖眼系列的最高解析度可達0.1米，那麼一個足球將至少4個像素。

所以，遙感圖像中看清足球及隊員的位置應該不成問題。但是這些遙感圖像的拍攝為了更高的解析度與信噪比，每張圖片的拍攝時間相對較長，沒法做到像電視信號一樣50赫茲的刷新頻率，所以通過遙感衛星的圖片看球肯定不會流暢。

我國的某商業遙感視頻星據稱可以把遙感信息以視頻形式播放，但這樣則犧牲了解析度，該視頻星的解析度為2米，如果用它來看球那就屬於看「熱點分布圖」了。

此外，對於夜間進行的比賽，遙感衛星恐怕也無能為力了。

既然用這些現有的遙感衛星看球預計效果不佳，那麼不如自己發射一顆甚至一系列私人衛星專門用來看球。這樣的球迷專屬的私人衛星可以採集高清影像，傳輸實時視頻信號，而且需要規劃好星座的運行軌道，多顆衛星接力、不間斷地經過球場頂端進行拍攝，從而滿足球迷看整場比賽的願望。

其實，我國第一顆私人衛星「風馬牛一號「已於今年2月2日搭載長征二號丁運載火箭發射成功。這顆衛星除了《大風歌》《千字文》等體現傳統文化的歌曲，還配備了4K高清全景攝像頭，可以360°成像，地面接收者可以看見「上帝視角」的太空影像，再配合一些VR技術，更會有身臨其境之感。

如果覺得發射一組私人衛星看球的成本太高，那就只能通過航天人研製的高空無人機或高空氣球來實現你新奇姿勢看球的夢想了。

來源：中國航天報

作者：王婷婷

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