畫面卡頓,直播中斷,嫦娥五號與阿波羅的差距在哪裡?

2020-12-06 老粥科普

有朋友生氣了

嫦娥五號在月球表面預選著陸區成功進行了軟著陸，本應該是件大喜的事情，但有些朋友卻很不滿意。為啥？因為說好的全程直播，看著看著就卡了，不僅卡，到了關鍵時刻它居然還中斷不播了，正一盆涼水從頭澆到腳以為登月失敗，電視新聞裡卻說軟著陸獲得圓滿成功。這到底是怎麼回事？

嫦娥雲監工們呆看了很久的月亮

許多人紛紛在社交平臺鬧意見，說既然嫦娥五號這麼先進，為什麼連一個電視直播都搞不定，你看看人家美國，1969年阿波羅11號登月就實現了電視直播，那畫面儘管模糊些，卻也比咱們流暢多了。有個老幾留言說：「全程動畫片，笑話人家拍的視頻？？？笑尿了」。言下之意，這差距不止50年吶！

阿波羅11號電視「直播」

也有人表示情有可原，畢竟隔著38萬多公裡，信號傳輸有延時，咱們的解析度高，軟著陸過程中有些東西還得保密，不能叫別人（指印度）偷學了去。總之，勝利者不應該受指責，直播卡頓是可以理解的。

真的是因為保密嗎？

如果你留心看央視的新聞，每次畫面中出現指揮中心大屏幕時，它左邊那些參數數據都是打了碼的，看起來，咱們的長徵火箭發射以及嫦娥五號運行過程中的許多參數確實是保密的。

　飛控中心大屏幕部分被打了馬賽克

但即便是一個專門研究彈道學的科學家，他也無法根據安裝在探測器底部的監視攝像機拍攝的畫面計算出著陸器精確的軌道數據，因此對這些畫面進行保密是沒有必要的。從此前嫦娥三號和嫦娥四號的經驗看，著陸全過程的高清視頻畫面都會完整地公布出來，你在網上就能搜到。老周推測更先進的嫦娥五號之後也會公布月球軟著陸的視頻。

是因為信號傳輸有問題嗎？

為了嫦娥五號任務的順利進行，我國這幾年新建設了好幾臺大型射電天線、完善了天鏈衛星星座、還派出了三艘航天測量船遠出太平洋，因此嫦娥五號整個著陸過程以及上升段軌道對接的信號傳輸都不存在信號傳輸的問題。

但是科學家們關心的東西往往跟公眾所追求的相去甚遠。科學家們關心的是嫦娥五號著陸器在軌道上的姿態、傾角、速度、月球的重力影響等等物理參數，星地之間所傳輸的也主要是這些數據。只要所有的數據都滿足降落所設計的要求，軟著陸就是成功的。而月球表面的地形判斷、哪裡有坑哪裡有大石頭、著陸器的懸停、機動壁障等等大部分都交給著陸器上的計算機自動進行，地面只在特殊情況下進行幹預。

降落相機畫面「卡」得厲害

外行看熱鬧，老百姓關心的是月球表面的地形地貌，坑有多深、石頭有多大、塵土是不是跟阿波羅登月一樣厚等等「雞毛蒜皮的」小事情。沒及時看到這些畫面就會失落，好像失敗了一樣。

科學家更關心的是這些箭頭長短和指向

嫦娥五號任務寶貴的通信帶寬首先要滿足科學家執行任務的需要，我們想看的高清直播畫面相比之下不重要，於是就押後了，電視裡你只能看到卡頓的圖像，關鍵的地方連圖像都不給你看，等過一兩天任務執行完了再慢慢上傳，所以，咱們得有點兒耐心。

阿波羅11號的「直播」是怎麼搞的？

懷疑美國是否真的登上過月球的人，大多都把美國的「月球電視直播」拿出來說一通。其實那不是什麼直播，而是錄播。

太空人在月面上起跳敬禮

為了實現與遙遠月球的通信，美國人也是下足了功夫。因為阿波羅計劃的初衷是要在月球表面建設一個軍事基地，好拿來對付蘇聯，因此在金錢投入上可謂下足血本。美國噴氣推進實驗室1958年年初就已經為地月通信做準備，那時候還沒有「阿波羅計劃」。

以「軍事拓荒」為目的的月球探測活動獲得大筆資金，美國在全球各地建設了幾十座巨大的衛星天線和太空跟蹤站，用海底電纜將地面站連接起來。這樣還不夠，美國還用商船改裝了一批跟蹤測量船，又在KC-135S飛機的機頭上安裝天線用於信號中繼。

美國航天測量船「紅石號」

在阿波羅計劃的開始，大部分人都覺得拍電視是件可有可無的事，因為當時的電視機還不是非常普及，太空人們也認為拍電視會浪費他們寶貴的月球時間。大家的熱情都不高，因此分配給電視信號傳輸的帶寬也相當小。通信專家們用一種「低速掃描圖像系統」提供每秒10 幀每幀320線的黑白畫面，這樣就大幅減少了回傳的數據量。

飛船傳輸的圖像大大低於當時商業電視頻道的標準，所以地面天線在接收到阿波羅回傳的信號後先把它轉換成圖像在一個小屏幕上播放，然後用一臺攝像機拍下來傳到電視臺，電視臺把圖像的亮度對比度進一步修改後再發送給大家看。

人類的「一大步」

阿波羅11號飛船下部也安裝了一臺攝像機，用來拍攝著陸時的畫面，這臺攝像機拍攝完的磁帶由太空人帶回地面之後播放，因此我們看到阿波羅在月面上降落和起飛的圖像要清晰和流暢許多。

阿波羅11號拍攝的電視畫面在美國乃至全世界都造成了轟動，它極大地提升了美國的形象。因此在阿波羅12號之後太空人們攜帶的就是彩色攝像機了。

太空人在月面插旗

做個總結

嫦娥五號著陸器在月面軟著陸的整個過程中是有拍攝高清畫面的，只不過因為連續畫面對於科學家來說不是特別重要，他們更關注的是探測器在這個過程中的科學數據，所以將地月間寶貴的帶寬大部分都給了遙測和遙控，我們很難看到著陸的直播。

在軌道器與著陸器分離的時候，我們能在電視上看到實時的分離畫面，清晰度流暢度還算過得去，說明信號傳輸的帶寬沒太大問題，相信過兩天我們就能看到嫦娥五號著陸的高清錄像了。

嫦娥五號軌道器與著陸器分離動畫

50年前，阿波羅計劃做的也是錄播，當時飛船的自動化程度很低，絕大多數動作依賴太空人手動操作完成，地面也通過聲音與圖像與太空人溝通，因此在月面上可以將有限的帶寬大部分留給音畫傳輸。同時，我們看到的所謂「高清」月面起降圖像是由太空人帶回的錄像帶錄製的，並非什麼視頻直播。

另外，可能有朋友對模擬信號有誤解，總覺得數位訊號一定比模擬信號強百倍。如果你玩過黑膠唱片，應該就不會這麼想了。

嫦娥返回

大家還是放鬆心情，靜待嫦娥凱旋吧！

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