北京
10 月 1 日，神舟二十三号乘组从中国空间站送来国庆祝福。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。
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。
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
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