昨晚，中國發射的這顆天鏈衛星作用恐怕被你低估了

2019年3月31日23時51分，我國在西昌衛星發射中心用“長征三號乙”運載火箭，將“天鏈二號01星”送入太空，衛星成功進入地球同步軌道。

很多人恐怕對天鏈衛星毫無概念？這是幹什麼的？

首先問大家一個問題：航天器的任何資料都需要傳到地面控制中心才是有意義的，但對於大多數飛在幾百千米高的航天器而言，它們每90分鐘左右就繞飛地球一圈，這意味著由於地球遮擋和視線問題，它們大部分時間都是無法跟定點的地面控制中心通訊的。

載人航天一般在距離地球400千米高度左右，是受影響的典型，只有在飛臨控制中心或地面通訊網附近時，才能聯絡。

2003年，中國第一位航天員楊利偉順利升空，期間他數次與地面控制站進行了“天地通話”。但這種通話都有著很嚴格的限制，必須在喀什測控站收到神舟五號資訊後，利用極短的時間視窗，抓緊進行通訊。這是模擬的楊利偉21個小時太空飛行時的地面軌跡。

飛船繞地球一圈大概才90分鐘。從圖上可以看出，衛星路過中國上空的時間很短，國境內的觀測站和通訊站有效保持通訊時間極限也就10分鐘左右。21個小時飛行時間內，他繞地球飛行了14圈。

當時中國的對太空通訊能力除了幾艘派到外面的遠望測量船，就只能依賴位於本土的一些測控站（喀什、西安、青島等），所以要和楊利偉通訊，就要利用每一次寶貴的飛躍中國大陸間隔，抓緊進行溝通。

當時他與國防部長曹剛川通話時間是10月15日17時26分，是飛行第六圈，簡短彙報任務後就必須結束；

後來在10月15日19點58分，是飛行第八圈，他與家人進行了通話，這次家裡人強壓著緊張、眼裡打轉著淚水的通話，只持續了4分50秒。

在這些時間外，楊利偉幾乎是沒有辦法和地面有任何聯絡的，只能一個人蜷縮在狹小封閉的艙內，等待下一個通訊週期的到來，默默忍受著孤獨與恐懼。這種故事，也發生在航天第一人加加林身上，那是1961年，他升空以後是生是死地面根本無法得知，只能一個人面對所有情況，風險和壓力可想而知。

這種情況慢慢發生了改變，到了2013年6月20日的神舟10號上，不但天地通訊不再是障礙，更出現了女航天員王亞平給全國中小學生透過央視直播的方式，進行了長達51分鐘的太空授課。

這意味著飛船圍繞地球飛了大半圈，超過20000千米！

而到了2016年11月的天宮二號+神舟十一號任務時，景海鵬與陳冬在空間實驗室裡觀看《新聞聯播》的直播已經成為了飛行33天來可以做的常規活動（注意下圖右上角的logo）。

這一切的巨大變化就來自這個新的通訊手段：天鏈。它來自我國新建立的天鏈一號中繼衛星通訊系統。這個系統透過在距離地球36000千米的高度放置通訊衛星，這個軌道高度處衛星圍繞地球一圈時間與地球自轉一圈時間恰好一樣，因而相對我們靜止。這樣的話就相當於在太空中擁有一座一座“傳話的烽火臺”，這些烽火臺之間也可以彼此通訊，只需三顆就可以實現對地球所有點全覆蓋。

天鏈一號的建立歷史如下：

天鏈一號01星：2008年4月25日發射

天鏈一號02星：2011年7月11日發射

天鏈一號03星：2012年7月25日發射

所以自2012年起，中國已經擁有了一個覆蓋全球的中繼衛星系統，天鏈一號。中國是世界三個擁有全球覆蓋能力的國家之一，另外是美國、俄羅斯，但目前總體狀況而言是美國和中國最強，只有這兩個國家實現了事實的全球無縫連結通訊。我做了一個圖，顯示三顆衛星的位置如下圖所示。

一顆停在非洲上空，一顆停在印度洋上空，一顆停在太平洋上空，能保證中低軌衛星在從非洲到太平洋中部的大區間內，至少有兩顆天鏈衛星能實時轉發訊號到中國大陸。其他區間也有一顆天鏈衛星能傳遞。

天鏈一號01星的設計壽命是6年，已經在超期服役狀態下繼續工作了幾年，所以2016年11月22日發射的天鏈一號04星理論上是用來替換它的，作用是在天鏈一號01星失效前起到對這個天鏈一號中繼網路的備份作用。

事實上，遠不止服務於載人航天，天鏈一號系統可以服務於非常多比它低的中國衛星。在近幾年，中國航天的進展可謂神速，火箭發射次數可以用暴增來形容。2019年，長征火箭實現了第300次發射。長征系列運載火箭，從第1發到第100發，用了37年；到第200發，又用了7年；到第300發，只用了4年。2018年，則是創下了歷史記錄，一年38發！

衛星數量的暴增，中國天宮空間站也將在這兩年逐漸開建，這意味著將會有中國航天員長期駐留近地軌道，對中繼衛星系統的通訊能力和服務能力需求也將暴增。

在這種情況下，天鏈一號系統必須升級。在過去的10多年內，中國航天一直致力於改進這整套系統，最終推出了天鏈二號。因而，天鏈二號也將像天鏈一號一樣，擁有至少三顆星，這次發射的是01星。

它在任務規劃、系統管理、業務執行上相比前一代系統取得了顯著進步，資料傳輸速率和多目標服務能力也有較大提升，將對提高中低軌衛星、載人航天器資訊回傳時效性、在軌執行安全性和任務實施靈活性發揮重要作用。

一句話：大大加強了我國中繼衛星系統的通訊水平。

可能對於普通人而言舉個例子更加直接：以後大家可以實時關注天宮空間站上發生的一切，如果中國航天員們願意，一直給大家開著直播求點贊都是可行的。

不要低估背後天鏈一號和二號技術的力量，現在能做到太空直播的，除了美國，就是中國。能做到的國家少，不是因為這個技術簡單，而是因為這個技術很難。

進步需要一步一步，天鏈二號是個很有意義的時刻。