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數據傳輸確實是航天任務中永恆的頭痛，從幾十年前到現在，大家一直在用無線電進行通訊。
登月直播也不例外。
阿波羅任務中使用三路Unified S-Band（USB）並行回傳聲音和視頻信息來完成這次具有時代意義的直播。
但是效果並不盡人意。
這是阿波羅11任務中使用的TV相機：
這是直播效果：
這是一個類似角度的單張照片：
這裡拍照效果好但是直播畫質慘不忍睹的根本原因就是數據傳輸.
關於「如何進行流暢星際直播」可以展開講講。
流暢星際直播
我們都知道，數據傳輸有兩個重要的指標：帶寬和延遲。
其中帶寬決定了畫質，如果帶寬很低，可能會出現畫面停頓，只有聲音，甚至聲音也不連續的情況。
延遲決定了互動性，如果帶寬很好但是延遲很大的話有可能能看到流暢的畫面和細膩的聲音但是看到的是一段時間之前的，比如主播大喊老鐵刷個火箭，然而十分鐘過去了沒有收到火箭，有可能因為ping 是 10min。
1. 帶寬
NASA使用Deep Space Network（DSN）來進行通訊和數據傳輸。
詳情中會顯示當前的數據傳輸速率，此時是2kbps
在科學數據下載的時候見過超過1Mbps的，嫦娥二號可以達到6Mbps的接收帶寬。
然而，直播需要的是大的上傳帶寬，通常下行帶寬是上行帶寬的1/10到1/100，所以當前可以用於直播的帶寬數量級也就是100kB/s，大概率全球射電臺網的接收帶寬只能實現一個人的240p解析度且無法保證流暢度的月球直播。
對於高要求的主播，可以試試「拉光纖」。
NASA在2013-2014年的LADEE任務中測試了LLCD雷射通信系統，可以實現，622Mbps下行帶寬，20Mbps上行帶寬。
這個帶寬就相當於4G信號了，對於大部分主播來說已經足夠了。
但是雷射的壞處是接受位點受天氣影響大，遇到霧霾天雷射穿透力約等於0。此時帶寬歸零
2. 延遲
和日常使用的網路的延遲不同，深空通訊的延遲基本上可以等同於距離光程延遲。不過有些時候無法幾何光直達的時候需要信號中轉。
比如在嫦娥四號月球背面著陸任務中，需要中繼站「鵲橋」在地月L2點來中轉。
中轉會增加一些延遲，但是延遲不會有數量級上的增加。
月球比較近，秒級別的延遲，勉強可以雙擊666小互動一下，但是再遠比如到火星就是幾十分鐘了，根本沒辦法互動了，直播約等於看錄屏。
後話
應對這些直播數據傳輸的需求，現在已經有提出構想是建立空間網際網路。
核心想法是，在行星際使用雷射互聯節點組成高速中繼交換機實現節點之間的高帶寬的互聯。
這樣一些遙遠位置的探測器回傳數據的時候可以經過幾次中間節點的中繼來實現高帶寬的數據回傳，就不需要在超遠的距離上通過微弱的射電信號來傳輸數據了。
1 完
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參考文獻及圖片來源：
[1]https://www.rfcafe.com/references/electronics-world/communications-moon-electronics-world-august-1969.htm
[2]https://en.wikipedia.org/wiki/Apollo_TV_camera
[3]https://www.guinnessworldrecords.com/news/2019/7/remembering-apollo-11-on-the-moon-landing-50th-anniversary-582543
[4]https://eyes.nasa.gov/dsn/dsn.html
[5]https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/c-missions/chang-e-2
[6]https://www.nasa.gov/directorates/heo/scan/opticalcommunications/llcd/
[7]https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/c-missions/chang-e-4
[8]https://astronomy.com/news/2018/07/interplanetary-internet
撰稿：張沛錦
美編：麥李婷
來源：石頭科普工作室
編輯：Norma