航天技术助球迷各种姿势看世界杯

　　卫星电视惠及干万家
　　说起观看世界杯的方式，大家一定会说:在家看电视或者上网看。这当然没错，但电视上的信号传输却各不相同。众所周知，卫星数字电视、有线数字电视、地面数字电视这三种不同的信号传输方式，构成了当今数字电视的三种服务业态。
　　卫星数字电视是利用地球同步卫星将数字编码压缩传输到用户端的一种广播电视形式。它主要有两种方式，一种是将数字电视信号传输到有线电视前端，再由有线电视台转换成模拟电视信号送到用户家中。另一种方式是将数字电视信号直接传送到用户家中。
　　在我国，卫星电视也被形象地称为“小锅”看电视。我国第一颗数字电视卫星为“中星九号”。
　　作为一颗高效率、长寿命、高可靠的直播卫星，它采取不加密方式传输节目信号，不必经过电视台再传送就可以直接到户，居民只需要安装直径半米左右的“小锅”，即卫星电视信号地面接收器，便可收看电视节目。
　　与有线、地面数字电视相比，卫星数字电视的最大优势就是覆盖面积很大，“中星九号”将我国广播电视覆盖率提高到了98%以上，有效地解决了中国广大偏僻乡村无法收看直播电视节目的问题。
　　曾经许多偏远村落里的非洲人民没有电视信号，想了解自己球队在世界杯上的表现，往往只能通过第二天的新闻和报纸。2017年8月，中国正式启动了非洲卫星数字电视项目。项目计划用1年的时间为尼日利亚等30多个非洲国家、1万多个村落接入数字电视信号，并为20多万个非洲家庭兔费提供机顶盒。
　　相信在这个夏天，许多非洲人民可以在电视机前享受世界杯这一“豪门盛宴”了。
　　在外太空想看世界杯咋办
　　如要在空间站执行任务的肮天员，或者未来外星基地的“旅客”也想看世界杯，那该怎么办?
　　答案是肯定的，这需要中继卫星为地面站与航天器、外星基地来牵线搭桥了。
　　中继卫星被誉为“卫星的卫星”，可为各类航天器提供数据中继和测控服务，极大提高各类卫星的使用效益和应急能力。如果在36000公里的地球同步轨道上，均匀部署3颗中继卫星，就可以基本实现世界各地与所有地球低轨航天器的全覆盖。
　　苏联拥有多个军用和民用中继卫星系统，早在1982年就发射了首颗军用中继卫星，又在1986、1989年发射过两颗。美国也于1983年从挑战者号航天飞机上发射了第一颗跟踪与数据中继卫星，它首次在一颗卫星上同时采用S、C、Ku三个频段的通讯卫星，此后不断完善其“跟踪与数据中继卫星系统”，目前基本保持4颗以上在轨工作。
　　上世纪90年代初，俄罗斯就是通过中继卫星与当时的和平号空间站进行视频交互。1996年之后，和平号空间站及现在的国际空间站则主要依靠美国的全球测控网络和中继卫星与地面持续通信，传输高分辨率的影像和科学数据，并与地面飞控中心长期保持视频交互。
　　在2018年美国普渡大学的毕业典礼上，校方与国际空间站进行了视频连线，为正在太空执行任务的航天员校友兼地球物理学家菲斯特尔授予了荣誉学位。
　　不过，目前的视频交互还是标清信号，还不能提供有线电视台或视频网站上的高清画面。所以，如果航天员是一名球迷，他们只能通过中继卫星观看世界杯比赛标清像质的直播。
　　2014年6月17日，国际空间站内的3名航天员就利用实验间隙，观看了20分钟的2014巴西世界杯美国对加纳的比赛，其中，美国航天员成为了那一届世界杯最远距离为本国球队加油的球迷。
　　国外的航天员有看世界杯的“福利”，我国的航天员想为自己喜爱的球队加油也是没有问题的。依靠我国4颗天链系列中继卫星的鼎力支持，自2012年神舟九号以来，我国每次载人航天任务都实现了航天员与地面飞控中心的视频交互。
　　2013年6月20日，我国神舟十号女航天员王亚平在天宫一号里面向中小学生进行了首次太空授课。此外，航天员在外太空还多次观看我国中央电视台的新闻联播。
　　为了与未来外星基地保持实时通讯联系，同样需要建立星际间的中继通信。今年5月21日，我国成功发射了嫦娥四号月球探测器的中继卫星“鹊桥”，它将为未来在月球背面着陆的嫦娥四号提供地月中继通信支持。如果有一天，人类在月球背面建立了科考基地，就可以通过我国的中继卫星为想看世界杯的航天员们搭建一座电视直播信号的“鹊桥”。
　　还有哪些奇葩的看球方式
　　除了上述卫星数字电视、中继卫星转播电视信号等方式观看世界杯，还有什么脑洞大开的奇葩看球方式呢？
　　有些网友提出利用遥感卫星，开启“上帝视角”看球。
　　目前，光学遥感卫星的分辨率很高，最先进的民用遥感卫星 World-View系列的最高分辨率为0.3米，那么1个直径0.22米的足球，在遥感图片上也能基本占满一个像素。有媒体据称，美国最先进的军用侦察卫星锁眼系列的最高分辨率可达0.1米，那么一个足球将至少4个像素。
　　所以，遥感图像中看清足球及队员的位置应该不成问题。但是这些遥感图像的拍摄为了更高的分辨率与信噪比，每张图片的拍摄时间相对较长，没法做到像电视信号一样50赫兹的刷新频率，所以通过遥感卫星的图片看球肯定不会流畅。
　　我国的某商业遥感视频星据称可以把遥感信息以视频形式播放，但这样则牺牲了分辨率，该视频星的分辨率为2米，如果用它来看球那就属于看“热点分布图”了。
　　此外，对于夜间进行的比赛，遥感卫星恐怕也无能为力了。
　　既然用这些现有的遥感卫星看球预计效果不佳，那么不如自己发射一颗甚至一系列私人卫星专门用来看球。这样的球迷专属的私人卫星可以采集高清影像，传输实时视频信号，而且需要规划好星座的运行轨道，多颗卫星接力、不间断地经过球场顶端进行拍摄，从而满足球迷看整场比赛的愿望。
　　其实，我国第一颗私人卫星“风马牛一号“已于今年2月2日搭载长征二号丁运载火箭发射成功。这颗卫星除了《大风歌》《千字文》等体现传统文化的歌曲，还配备了4K高清全景摄像头，可以360°成像，地面接收者可以看见“上帝视角”的太空影像，再配合一些VR技术，更会有身临其境之感。
　　如果觉得发射一组私人卫星看球的成本太高，那就只能通过航天人研制的高空无人机或高空气球来实现你新奇姿势看球的梦想了。

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