出品：科普中国
制作：中国科学院国家天文台 刘博洋
监制：中国科学院计算机网络信息中心
前几天看到英国退欧的消息，脑子一热就溜去看《独立日2》了……噫，怎么说呢，中国元素多的我尴尬症都要犯了，不知道周围那些老外心里怎么想……(“Thank you for using QQ”还算好的，那个让我脸盲的中国女演员抵达月球基地的时候一群人围上去要签名的镜头，鸡皮疙瘩掉了一地好吗……那个牛奶的违和堪与《变形金刚3》里有的一比，都是我家乡企业，我也不说啥了……)
但是有人问，能否像电影中那样在地月之间视频通话？当然能。不严格的说，半个世纪前我们就做到了。
这是1969年7月20日，阿波罗11号带着阿姆斯特朗和奥尔德林两人首次登上月球时的电视直播画面——没错，是直播，不是录播。
阿波罗任务本身就有人说是“开着洗衣机横渡了太平洋”，在1960年代完成这样的壮举，确实有很多技术问题需要解决：电视直播作为美宣部(又名NASA【误】)造大新闻的重点，当然要万无一失。
要解决的问题最根本就是，怎么让信号在非常有限的数据传输能力下靠谱得传回来、靠谱得接收到。
一方面，NASA从摄像设备入手，尽可能减小产生的数据量：当时美国的电视标准是采用525线隔行扫描、每秒30帧的格式，而NASA给阿波罗任务专门定制了320线逐行扫描、每秒10帧的慢速扫描摄像机，这种特别定制的摄像机让电视信号回传所需的带宽降为标准格式的十分之一。
由西屋电气制造的这款摄像机品质其实还是相当不错的。上面左图就是这款摄像机拍摄的原始画面，可以看到宇航员面罩上清晰的映出飞船和人影。不过由于和标准电视画面格式不同，在实时转换的过程中，原始图像的画质被毁了不少(上面右图)。
另一方面，由通信领域的基本定理“香农?哈特利定理”我们知道，信道传输信息的速率与带宽及信噪比有直接关系。而提升信噪比最简单粗暴的办法就是——用更大口径的天线。
阿波罗8号时，NASA用于任务的地面接收站由美国加州Goldstone、澳大利亚堪培拉和西班牙马德里的三架26米天线组成，使用这三个两两经度差约为120°的天线，可以实现不间断的通信。
1961年，澳大利亚建成Parkes 64m望远镜，成为当时世界上最大的射电望远镜之一、南半球最大的射电望远镜。该望远镜的成功建造引来了美国人的效仿：1966年，NASA就在美国深空网(DSN)的核心Goldstone建成了同样口径为64米的射电望远镜。该望远镜甫一建成，就成为美国火星探测的主力，被称作“火星天线”。
左为Goldstone 64米“火星天线”，右为水手四号发回的火星影像
到了1969年肯尼迪划定的十年大限，NASA终于准备好进行真正的首次载人登月任务，阿波罗11号。为了支持阿波罗11号任务的电视直播，NASA同时动用了Goldstone和澳大利亚Parkes两台64米望远镜。这两面大口径望远镜的加入，将接收下行信号的灵敏度提升了约6到10倍——64米口径望远镜的接收面积为26米望远镜的6倍。
每每为澳洲射电天文学界所称道的，是Parkes望远镜的优异性能。虽然两台64米望远镜先后被用于直播信号接收，但在NASA发现Parkes的效果比Goldstone好很多后，剩余直播全程都是采用Parkes接收的信号——这期间Parkes所在地不巧刮起强风，望远镜始终在超出机械结构设计能力的状态下坚持工作，不辱使命。
比较有意思的是，当时阿姆斯特朗跟奥尔德林俩人到达月球后，按计划应该先休息7个小时再出舱，因为只有那时月球才能进入Parkes望远镜可观测的地平高度以上；然而阿姆斯特朗实在太激动，登月心切，提前开始张罗着要出舱，差点让Parkes赶不上直播——只是出舱的宇航服太难穿上了，才让阿姆斯特朗折腾半天之后，最终还是基本按照原定的时间出舱。
这段轶事还被拍成了电影《锅》(The Dish，此处电影中译名为笔者杜撰)：
为什么是绵羊不是袋鼠？
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