中国空间站首次高清直播授课顺利完成，最大的前提就是稳定高速的天地通讯保障，背后的“功臣”就是天链中继卫星和地面测控站的通力配合。作为载人航天量身定制的“太空基站”，最近又迎来好消息。
天链二号02星发射
12月14日，长征系列火箭第发射，成功将我国第二代地球同步轨道数据中继卫星“天链二号02星”送入预定轨道，等到03星发射组网后，我国可以实现地球轨道“太空5G”覆盖，1.2G下行速率可以实现海量数据传输任务，太空实时直播等公众期待的项目将成为现实。然后这一切来之不易，是突破美国重重阻挠后才建立起来的。
神舟十三号乘组：王亚平、翟志刚、叶光富
那么，我们是如何在美国的干扰之下，建成世界第二的地球轨道通信的呢？全面建成后，将会给我国载人航天带来哪些巨变？
突破美国阻挠，天地通信从无到有我国卫星发射的测控一直基于陆基的测控站点和远洋测量船来实现，每次发射任务前，“远望”系列测控船都要出动3-4艘前往太平洋区域进行保障，尽管如此还是存在盲区，因为受地球曲率的影响，地面和海上测控对中低轨道航天器的轨道覆盖范围非常有限。
远望7号测控船
发射普通卫星还好，可以避开盲区进行分时通信，但是随着我们载人航天的发展，这一弊端就必须要克服，如果要对公里高度的低轨道航天器进行%通信覆盖，理论上就要均匀的分布多个测控站点。
如果不受外围影响，那么只需要在外交和经费预算上做考虑，但是偏偏这时候美国利用他在全球的影响力进行干扰，例子很多，比如早在年，中国就租赁太平洋岛国基里巴斯的土地，在塔拉瓦岛建立航天测控站，租期为15年，这是我国第一个海外测控站。
基里巴斯塔拉瓦岛局部鸟瞰图
从建站一开始美国就可是指手画脚，污蔑该测控站用于*事目的，说是用来监测没搞导弹防御的拦截系统的。运行7年就被迫停止使用。这样的例子很多，美国NASA有着先进的“全球测控系统”，实现无死角的天地通信。
随着我国航天事业的不断发展，对航天测控的要求更加急切，一方面我国在陆基方面在全球寻求建立站点，另一方面不断建设远洋船舶进行测控任务，但是还是远远不够。
远航一号于年8月31日在江南造船厂建成下水，经历过44次远征，足迹遍布三大洋逾44万海里，完成57次重大科研试验任务。
测控船天线细节
年，神舟五号将航天英雄杨利伟送上太空，由远航一号负责天地部分通信保障，中国话首次从太空传来，但是因为测控站点覆盖的原因，天地通话有严格的时间窗口期，并且带宽很低，航天工作者们十分“节约”。
杨利伟只能听到指挥中心的声音，无法看到画面；地面人员只能看到低分辨率的视频画面，声音也被极大压缩，并且还会经常卡壳。
航天英雄杨利伟
为了解决这一问题，我国不断在海外寻求陆基测控站的建立和租用，年，在澳大利亚雅加拉加建立测控站，在年就支持了“神州八号”飞船的航天任务。
然而在美国及其盟国的干扰下，要么阻止测控站建立，要么污蔑测控站用于*事，更有甚者指责远洋测控船是“间谍船”。
我国天链卫星数量一览表
其实，航天测量船是在海上对航天器和运载火箭实施跟踪、遥测、通信和指挥控制的民用科学舰船，排水量一般在万吨以上；一般装有导航设备和航天测控通信装备，以保证对卫星、飞船的精确测控，主要设备“对天不对海”，也不具备海空侦察能力；无论从排水量和搭载设备上都与*用船只不同，但是他们依旧炒作，把多次参与海外任务的“远望7号”渲染为“间谍船”，其心可诛。
测控网建设
鉴于陆基测控建设的艰难和海基测控的艰辛，我国也很早规划建立天基测控网，这就需要中继卫星，发射3颗地球同步轨道中继卫星，就可以实现对地球的大面积覆盖，配合陆基、海基就能保障高速度、低时延通信。
中继卫星原理
我国在东方红三号卫星平台上开展了第一代数据中继卫星的研制，也就是后来被命名为：“天链一号”的中继卫星，它被称为“卫星的卫星”，因为它们在地球同步轨道，可以发挥高度优势，居高临下的跟踪低轨道的航天器，在太空中形成“数据接力”，获得数据传输回我国的地面测控中心，这就极大提高各类卫星的使用效益和应急能力。
天链卫星示意图
年4月，天链一号01星成功发射，自此以后我国中低轨航天器开始拥有天上的数据“中转站”，神舟七号飞船发射时的测控覆盖率从18%提高到了50%。
随着年、年，天链一号02星、03星先后成功发射，实现三星在轨组网工作，覆盖能力80%以上，我国成为继美国之后第二个拥有全球覆盖能力中继卫星系统的国家。
3颗天链数据中继卫星列阵太空
也就是在天链一号组网成功的第二年，年6月20日，聂海胜、王亚平、张晓光神舟十号乘组，在“天宫一号”公里的轨道上，给全国的青少年进行了中国首次太空授课，这背后就是“天链一号”星座的功劳，我国也完成了天地通信从无到有的过程。
年6月20日，王亚平首次太空授课
年12月，我国发射天链一号04星接替了超期服役的01星，年7月6日23时53分，由中国航天科技集团五院通信导航部抓总研制的天链一号05星在西昌卫星发射中心成功发射。至此，我国第一代中继卫星5星连接，进入到第二代全面建设期。
年6月20日，王亚平首次太空授课
发展“太空5G”，我国多个方案同时进行年6月17日，神舟十二号顺利发射，我们清晰地看到从中国空间站中传出高清、清晰的视频，正在天和号核心舱执行任务的神舟十二号航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波向我们发出了问候的声音。
神舟十二号乘组：聂海胜、刘伯明、汤洪波在天和核心舱向地面汇报
此时，这场天地通信的背后，天链系列已经有6颗星，%覆盖地球轨道测控。本次任务是由天链一号03星、04星，天链二号01星组成的天基中继系统，在距离地面约公里的太空提供着实时保障。
天链卫星数据传输示意图
得益于第二代天链卫星的研制成功，年3月31日发射的天链二号01星不仅将寿命从7年延长到11年，传输速率上也可以达到下行1.2G，和5G线路通信质量差不多。那次任务是长征系列运载火箭的第次飞行，时隔2年不到，长征火箭的次飞行就给了天链二号01星。
因为天链系统的建成，“神十”与“神十一”任务期间，“远望”测量船维持在3艘，不过此时有完整天基测控网的参与，测控网络比以往都要强大。神舟十二号任务时，“远望”测量船的出动数量由3艘锐减至1艘。
天链卫星通信示意图
而在“神十三”任务期间，“天链”家族出动了“天链一号”03、04星与“天链二号”01星组成覆盖全球的天基测控网，海上依然只出动了1艘测量船——“远望三号”，为任务提供相对有限的测控与通信支持。
我国国内地面测控站
随着天链二号01星、02星的陆续发射，等到03星组网后，我国第二代地球同步轨道数据中继卫星将全面建成，将为飞船、空间实验室、空间站等载人航天器提供数据中继和测控服务，为中、低轨道资源卫星提供数据中继和测控服务，为航天器发射提供测控支持。届时，在“神舟”任务中就具备了用“天链”替代“远望”的充分必要条件。
喀什深空测控站天线矩阵
同样的技术，我们还用在嫦娥四号任务上，因为有中继卫星“鹊桥”的协助，嫦娥四号实现了月球背面着落的奇迹，实现了人类探索月球的里程碑纪录。而在火星探测等深空探索网方面，虽然天链系统帮不上忙，因为其接收天线还是太小，无法满足深空网大口径接受的需求，但随着我们“太空5G”的不断建设，实现全面天基测控指日可待。
鹊桥系统示意图
正因为，有了天链系统，神舟十三号直播授课期间，我们不仅可以获得高清的画面，通信时延也是秒级，这背后是天链一号03星作为主任务通道，而天链二号01星作为备用通道保障的。
我国海外测控站
然而，这只是一个开始，就在我国地面5G基站建设进入高峰期，截至年10月,中国5G基站数达.9万个,5G终端连接数达4.5亿户，并且以每天0套以上的速度建设基站，预计很快领先世界。
空间激光通信可以实现每秒传输1部高清电影；激光波束窄、方向性极强，有很强的抗截获和抗电磁干扰能力。
在空地一体化通信方面，量子通信已经完成多项任务，也即将建设全面实际阶段，我国的“天基物联网“也在悄然发展，一大批诸如”行云工程“、”鸿雁星座“、”虹云工程“等项目相继落地，开始建设。
等到陆续建设完成后，我国全球天基5G通信服务能力显著增强，航天员们在太空通信也会多一个选择。而高性能星间激光通信技术的研制成功，又将极大地拓展通信的带宽和效率。这将极大地促进我国通信事业的发展，也将为未来更遥远的深空探测提供高效的通信手段。
天基物联网单颗卫星示意图
总结中国发在航天以来，从“卡脖子”中发展，在干扰中成长，在自强不息中强大，我们在和平发展航天事业的同时，开创了独立自主的航天技术，也为世界上热爱和平的国家和地球带去了丰硕的成果，随着探月、探火、中国空间站等一系列重大航天工程的建立，也将给全球带去新的资源。这不是某个国家，可以使用手段阻挡的。
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