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在美国发展载人航天的早期，载人飞船和地面的语音与遥测信号是通过超高频（UHF）和甚高频（VHF）系统发送接收的，而对飞船的跟踪则由地面雷达使用C波段信标实现的。由于阿波罗飞船将飞向38万千米外的深空，如果船载通信设备还是各搞一套，势必要在飞船上叠床架屋安装很多仪器，这既提高了通信系统的复杂度，也与阿波罗飞船千方百计减重的大目标背道而驰，1962年，NASA的通信工程师们决定采纳麻省理工学院林肯实验室的建议，用单个集成通信和跟踪系统来实现地面与阿波罗飞船的通信遥测和测距功能。这个系统因为使用了无线电的S波段，后来被命名为“统一S波段”系统（我国航天测控网从90年代开始采用这一先进和标准的测控体制，1999年5月10日发射的实践五号卫星是我国第一个采用统一S波段测控体制的航天器）。 阿波罗计划中使用的这套通信系统的核心思想是双重调制，具体方法是：地面把语音和数据信号先调制在副载波上，然后再复合上测距用的伪码，用这个信号再对要发送的上行载波频率进行相位调制，进而发射出去；接收到信号后，航天器从载波中提取副载波，并恢复成语音和命令数据，然后提取出测距伪码，航天器要下发的语音和遥测数据同样先调制到副载波上，然后复合先前提取出的测距伪码，再对下行载波频率进行相位调制，然后发射回地球；航天器还可以对下行载波进行频率调制，以便传输电视信号或数据。

阿波罗计划中下行链路的频率范围是2200 - 2290MHz，其中分配给指令勤务舱下行调相信号（可以传输测距码）的频率是2287.5MHz，下行调频信号（可用于传输视频，II型阿波罗飞船设计时加入）的频率是2272.5MHz，分配给登月舱的下行频率是2282.5MHz，分配给月球漫游车的下行频率是2265.5MHz；上行链路的频率范围是2025-2120 MHz，其中分配给指令勤务舱的上行频率是2106.40625MHz，分配给登月舱、月球车及S-IVB（土星5号第三级火箭或者土星1B的第二级火箭）的上行频率均为2101.802083MHz。发射功率方面，地面发射功率是10千瓦，而阿波罗飞船上的发射功率是20瓦。 有报道称苏联监听了这些上、下行信号 。

登月舱下行链路通信带宽初期设计是3MHz，其中1.25MHz分配给了语音通信，遥测信号分到了1.024MHz，剩余的通信需求只分到了700KHz。这种带宽分配方案证明在阿波罗计划的初期NASA并没有认真考虑向公众进行电视直播这件事，要知道当时美国标准制式电视广播信号所需带宽约为4.5MHz，与上述带宽分配方案中的剩余带宽相差甚远。很多工程师甚至反对在阿波罗飞船内配备摄像机，理由只有一个：为飞船减重。 最终NASA还是计划在阿波罗指令舱里安装电视摄像机，不过这种摄像机所占用通信带宽必须限制在几百KHz范围之内，当时唯有50年代末问世的慢扫描电视技术能够满足条件。1962年，NASA为还处在设计阶段的I型指令勤务舱内使用的电视摄像机发出了招标书，规定这种电视摄像机的主要技术规格为：黑白信号，帧率为10帧/秒，逐行扫描，320行扫描线，解析度为200行，信号带宽500KHz。1964年NASA又决定这种电视摄像机必要时能达到解析度500行，当然这时帧率可以降到0.625帧/秒，目的是能够记录和传输月面上某些实时的有科学意义的高分辨率画面。虽然这时候已经有了在登月舱上携带电视摄像机的意图，但对大众进行电视直播依然不在NASA的考虑范围之内。 有阴谋论者质疑称，根据他们的所谓“热力学计算”，人类无法在地面上接收到从月面传回的视频信号。实际计算一下就能知道这种说法是荒谬的。首先我们先了解一点基本的通信原理。一个点状无线电信号源发出的无线电波在真空中传播的时候是球面波，随着通信距离的延长，接收到的信号强度会迅速衰减，这种信号强度的衰减叫做路径损耗，具体衰减的程度由下面的公式可以估算： Ls=32.45+20lg(f)+20lg(d)，其中f为信号频率，单位是MHz，d是传输距离，单位是千米。 阿波罗飞船用的是S波段，登月舱下行频率近似值取2.2GHz，地月距离近似值取384000千米，代入后计算可知为衰减量约为211dB。阿波罗登月舱上的高增益天线是20dBi，地面接收站的64米天线的增益是59dBi（均为2GHz条件下），登月舱的发射功率是20瓦（即43dBm），可以计算出信号传到地面接收站后的功率为43+20+59-211=-89dBm，而64米天线的信号接收阈值为-157dBm，接收这样强度的信号是没有任何问题的，即使用26米天线（增益约50dBi）也能够收到。 阴谋论者或许会强辩，即便地面能收到信号，信道传输速度也不一定能达到传输视频的标准。我们还可以通过计算来回答。还是先来学一点基本的通信原理。通信学上计算信道最高传输速度的公式是： C = W×log2(1+S/N)，其中W是带宽，单位是Hz，S/N是信噪比，计算结果单位是bps。 阿波罗上的黑白摄像机占用带宽是500KHz，就算信道信噪比是30dB（即S/N=1000，一般电话线的语音通话质量），计算下来最高通信传输速率约为5000kbps，约合625kB/s，如果是数字信道，理论上讲传输720*480的DVD画质的数字信号都可以，实际传输个200线黑白模拟电视信号当然不在话下。 一共有两家美国公司拿到了NASA的合同，一家是RCA（1962年拿到合同），另一家是西屋电气（Westinghouse Electric，1964年拿到合同）。RCA生产的黑白SSTV用在了阿波罗7号和8号任务指令舱上，其感光元件为1英寸光导摄像管，功率为6.5瓦，质量为2千克；后者生产的黑白SSTV用在阿波罗9号指令舱和11号登月舱上（此外作为阿波罗13号、14号、15号及16号这四个登月舱的备用摄像机），感光元件为1/2英寸的二次电子导电摄像管，功率6.5瓦，质量为3.25千克，能提供两种解析度的信号（200线@10 fps，500线@0.625 fps）。 

因为NASA一开始并没有计划让宇航员在月面上对大众进行电视直播，所以他们仅仅准备让登月宇航员带上一部16mm电影摄像机和一定数量的彩色胶片，把月面上一些关键活动拍下来带回地球冲洗并制作成记录片。

但是很多人，特别是NASA内部负责公共信息发布的那些人就感觉对于这么一次伟大的行动，用这样的方式来记录是过于吝啬了。例如1964年4月，阿波罗办公室副主任威廉·A·李就在给管理层的信中指出： 阿波罗计划的一个[目标]是以我们的太空实力给世界留下深刻印象。可以设想首次登陆月球的尝试将引起全世界的高度关注……文明世界里的很大一部分人将在电视机前搞清楚这次尝试是成功还是失败。（One [objective] of the Apollo Program is to impress the world withour space supremacy. It may be assumed that the first attempt to land on themoon will have generated a high degree of interest around the world. . . . Alarge portion of the civilized world will be at their TV sets wondering whetherthe attempt will succeed or fail.） 在这些人士的积极建言和努力下，1968年5月，NASA改变了主意，决心要把登月宇航员在月面上的活动直播到全世界。然而当时美国标准电视信号是30帧/秒，隔行扫描，525行扫描线，此时阿波罗首次载人飞行已经箭在弦上，根本不可能停下来等着合适的摄像机开发出来（1967年1月阿波罗1号悲剧性的大火之后，NASA考虑修改II型指令勤务舱的设计方案，顺便给它增加了足以传输完整视频信号的通信带宽），所以NASA当时最可行的做法就是把原定不公开的慢扫描电视信号公开给大众传媒。然而原始的慢扫描电视信号不能直接拿来进行电视广播，必须进行格式转换。NASA采用了一个机（bèn）智（zhǔo）而有效的办法：地面收到的慢扫描电视信号分成两路，一路传输到一个磁带记录装置那里，保存在磁带上，另一路传输到扫描转换器，也就是一台10英寸的显示屏上，在那里，一台RCA公司的TK-22型电视摄像机的镜头对准了这个显示屏，用信号重复播放的办法补足慢扫描电视信号和NTSC标准信号之间每秒相差的20帧，最终形成标准的无闪烁的NTSC信号，这个可以用来广播的电视信号经过休斯顿传输到纽约，然后广播到全世界。用现在的眼光来看，经过这种复杂转换后的电视画质惨不忍睹，但在当时已经足够轰动全球了。 

其中指令勤务舱尾部有一个吊臂顶端安装了由四面0.79米抛物面天线组成的天线阵，叫做高增益天线（High-Gain Antenna，HGA），它装在活动关节上，能够自由转动，并能够像可调光手电筒一样形成三种波束：宽波束，中波束和窄波束，依次收窄天线方向图，使其聚集成更窄的波束，以便汇聚能量从而在更遥远的距离上与地面保持通信，指令勤务舱内的电视信号主要通过这个天线发送到地球；在登月舱上升级上安装了一副0.66米抛物面天线，用于对地面的大带宽通信；阿波罗12号和阿波罗14号着陆后，宇航员在月面上架设了直径约3米的抛物面天线，用于对地面的电视直播；从阿波罗15号开始，由于携带了月球漫游车，抛物面天线改为架设在月球车上，这样就可以在远离登月舱的地方向地球传输电视信号了，不过由于天线只能手动调整方向，所以只能在月球车停下来之后才能把天线对准地球，这时才能开始直播。 

由于地月距离太过遥远，所以处在月球轨道距离上的航天器发出的信号传播到地球上强度已经非常微弱，这就影响到了传输速度，根据信息学里著名的香农-哈特利定律，给定带宽的情况下，信噪比越高，信道传输速度也就越高，而要提高信噪比，最简单粗暴的办法就是加大接收天线直径

为此，NASA在原有三面26米直径抛物面天线组成的深空网的基础之上，又引入了两台64米直径的“大锅”，一面是澳大利亚1961年建成的帕克斯（Parkes）射电望远镜，一面是美国1966年建成的戈德斯通（Goldstone）射电望远镜，从而把接收下行信号的灵敏度提高了8到10倍。正因为如此，阿波罗11号登月后宇航员仅用登月舱上的抛物面天线就实现了月面直播，而不需要花费时间架设大口径可折叠抛物面天线。 

1968年10月，阿波罗7号乘员组首次携带RCA生产的黑白电视摄像机进入近地轨道，但是由于宇航员们感冒后身体不适，情绪失控，与地面飞控人员发生了冲突，当地面飞控人员要求他们使用电视摄像机进行第一次直播时，指令长沃利·休拉（Wally Schirra）拒绝了，不过在后来和地面关系缓和之后，直播还是进行了。 由于这次飞行是绕地飞行，与单个地面站通信的时间有限，所以每次直播的时间都不长。宇航员们通过固定机位的舱内电视摄像机向飞控中心和公众展示了他们在轨生活，引起了公众的极大兴趣。这次直播使NASA获得了艾美奖

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