不过几十年之后人们仔细检查当时的数据,发现这个画质不好的“锅”可能不能全让Goldstone“火星天线”来背。原来是Goldstone接收到慢速扫描视频信号后,在转换成正常电视信号格式时,黑色色阶的值设置错误,导致暗部细节全部没能显示。这是当时Goldstone和Parkes的图像对比(分别为左、右):
由于Parkes 64m望远镜的高灵敏度保障了电视直播的有效进行,阿波罗11号的着陆舱仅凭自带的一个较小的S波段可动天线(下图所示“Steerable S-band Antenna”)就保证了信号传输的顺利进行——他们本可以在地上再另外撑起一个临时天线的。因为Parkes足够给力,他们不必多此一举,为紧张的月表工作节约了时间。
S-bandAntenna 阿波罗12号临时安置天线后来,阿波罗12号把携带出舱的摄像机从黑白的变成了彩色的,为了保证更大流量信号的顺利传输,使用了这个S波段的临时天线来增强信号(飞船右侧的倒伞形)。
当然比起《独立日2》电影里这段QQ视频聊天,阿波罗任务的电视直播还算不上真正的“视频聊天”——毕竟只有单方向的视频传输,从地球到登月飞船就只有语音了。
剧照这画质,少说也得有720P吧?720P的码率一般在5Mbps左右,可能是阿波罗11号电视信号的10倍(这个数字是我估计的,可能不准)。当然,在摩尔定律狂飙突进几十年后的今天,如果只需要提升十倍数据传输能力,现在的人类当然做的到。(感谢热心人士的专业补充:如果使用HEVC编码的话,720P码率可以压缩到1Mbps甚至600kbps,那样的话即使是阿波罗时代的数据传输能力也差不多能实现了。)
比如2010年发射的嫦娥2号绕月探测器,其搭载的X频段通信载荷能够达到12Mbps的数据下行速率——别说720p了,1440p也快够了。而即使走得远一点,到其他行星去,现代深空通信保障能力也足够让我们惊讶:在土星工作的卡西尼号飞船,每天传回4GB的数据,相当于一部小电影(【误】);远在冥王星的新视野号,每天也能传回约20MB的数据,让我们得以探索冥王星上冰下海的踪迹。
咱们的嫦娥任务产生的信号的地面接收,用到的是我国几面较大的射电望远镜/测控站天线,包括:云南昆明40米望远镜、北京密云50米望远镜、上海天马65米望远镜、新疆喀什35米深空测控站、黑龙江佳木斯64米深空测控站,中国现在还在寻求在阿根廷、澳大利亚等地建立海外陆基测控站。当然,坑已经基本填好,马上就要在今年9月开光的贵州500米口径球面射电望远镜FAST如果参与深空支持,还将以其灵敏度优势极大的提升深空数据传输速率。
多面天线的组合使用不仅能增大总接收面积、提升信噪比,还能有效提升整个系统的稳健性。相比于相同接收面积的单个镜面,多个小口径天线其每一个的主波束更宽,有利于对冲望远镜指向可能出现的微小误差。相距几千公里的这些射电望远镜组成的阵列更是可以进行甚长基线干涉,准确测定航天器的位置。
总之,造这么多钢铁巨兽,不仅仅是为了让我们能在月球上QQ视频——不过也许有一天,这些努力终究会让我们真的可以在月球基地聊个痛快吧!
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