宇航员在月球是如何与地球通信的？

图片来源: FADEL SENNA/AFP/Getty Images

尼尔·阿姆斯特朗在踏上月球表面之后，是如何与地球通信并说出了他那句著名的话（“个人的一小步，人类的一大步”）的呢？

宇航员携带的便携式生命维持系统（Portable Life Support System，PLSS）背包带有甚高频无线电（VHF radio），可将太空服中的声音和生物传感器数据传送到阿波罗登月舱（LM,也称作LEM）的通讯系统，以及把从登月舱发出的声音信号传回给在太空服中的宇航员。登月舱通讯系统则用S波段把信号送回地球，S波段是一种特高频波段，它可以穿透地球电离层而不偏转或反射，所以被广泛应用于太空领域。

阿波罗登月舱，图片来源：wikipedia

所有的声音通讯信号都会被调制放大，所以它们带有容易识别的幅度调制信号扭曲和噪音。与地球通信的S波段信号发射器也有应答器的功能，能够对来自地球的一定范围内的编码信号产生回应，这种信号常用来精确测量地球上的基站到登月舱的距离。声音和数据也能经由轨道上的指令/服务舱（CSM）发送，或者存在数据存储设备（DSE）上稍后在假脱机模式下发送到地球。

指令/服务舱，图片来源：wikipedia

登月舱把数据发送到月球轨道上的指令/服务舱，后者由迈克尔·柯林斯驾驶。登月舱和指令/服务舱都是用S波段（短波）通过高增益天线向地球发送数据的，这套系统在上世纪60年代和70年代初还是十分先进复杂的。

著名的月球脚印，脚印的主人是阿波罗11号的另一名宇航员巴兹·奥尔德林，图片来源：wikipedia

甚高频收发器有两个频道，登月舱和穿着宇航服的宇航员之间是双工的，即双方都可以同时向对方发送信息。相反地，与地面的通信是单工的，那标志性的“哔哔”声就说明是单频道通信，一方先说话，结束后另一方再说话。

巴兹·奥尔德林，图片来源：NASA

进行出舱活动（EVA）时登月舱和宇航员之间的通信利用的是一个小的甚高频天线，由第一个走下台阶的宇航员架设。在月球表面，他们还会架设一个像大伞一样的S波段天线，这样就可以不经过轨道上的指令/服务舱（和它的高增益天线），把声音和数据直接发送到地球。在那以后的任务中，月球车也会装载一个小一些的S波段天线。

阿波罗12号，图片来源：Quora

尼尔·阿姆斯特朗那句名言，通过无线电从他的头盔传到登月舱，再传到地球。这就是一个可以反驳质疑登月真实性的言论的证据，这些质疑对那些努力工作促成登月的人十分不尊重。我们应当尊重NASA，虽然它是政府经营，但不会在这种事上伪造，因为这也影响着我们未来的太空旅程，比如伊隆·马斯克的SpaceX，发射上太空的特斯拉汽车，以及他在2020年代中期的火星任务。

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