國(guó)際空間站上的生活依賴著海量數(shù)據(jù)，它們的用途涵蓋了從指揮空間站到提供實(shí)時(shí)高清錄像的一切，其中基于數(shù)百次科技實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，則用于宇航員們的電視直播?？臻g站上所有的數(shù)據(jù)都是通過(guò)太空通訊網(wǎng)絡(luò)（Space Network, SN）來(lái)傳輸?shù)?，而不久以后，該網(wǎng)絡(luò)將加倍現(xiàn)有的帶寬。太空通訊網(wǎng)絡(luò)由一系列跟蹤和數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星（Tracking and Data Relay Satellites, TDRS）和與其協(xié)作的地面站組成，為國(guó)際空間站和其他一些NASA的知名航天器提供通訊服務(wù)。

　　通過(guò)NASA太空通訊網(wǎng)絡(luò)由太空送往地球的數(shù)據(jù)流

NASA的太空通訊網(wǎng)絡(luò)是國(guó)際空間站的首要通訊服務(wù)供應(yīng)商。此動(dòng)畫中，太空通訊網(wǎng)絡(luò)利用一組跟蹤和數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星（TDRS）從空間站采集數(shù)據(jù)。采集完成后的數(shù)據(jù)由TDRS轉(zhuǎn)發(fā)回位于新墨西哥州白沙的太空通訊網(wǎng)絡(luò)地面終端，繼而發(fā)往休斯敦NASA約翰遜太空中心的任務(wù)控制中心。

來(lái)源：NASA戈達(dá)德太空飛行中心/制片人, Amber Jacobson

目前，SN向空間站傳送和接收的速度為每秒300兆位（Mbps），兩倍于一般美國(guó)家庭的典型高網(wǎng)速?？臻g站向任意傳輸范圍內(nèi)的TDRS衛(wèi)星發(fā)送數(shù)據(jù)，繼而再通過(guò)地面終端轉(zhuǎn)送至數(shù)據(jù)中心，如休斯敦的任務(wù)控制中心。而支持更大數(shù)據(jù)流量的復(fù)雜新設(shè)備將與傳輸速率的提升相匹配。

NASA運(yùn)營(yíng)三個(gè)太空網(wǎng)絡(luò)地面終端。圖中的白沙站位于新墨西哥州拉斯克如塞斯的NASA白沙試驗(yàn)基地，于1981年建立，早于1983年的首個(gè)TDRS衛(wèi)星升空。這個(gè)終端站將被升級(jí)，為空間站加倍提速做準(zhǔn)備。

來(lái)源：NASA/W.R. Gardner

“從根本上講，這次對(duì)機(jī)載和地面數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的升級(jí)能夠增加空間站的科學(xué)產(chǎn)出。”位于馬里蘭州格林貝爾特的NASA戈達(dá)德太空飛行中心人類太空飛行主任馬克?塞弗蘭斯（Mark Severance）說(shuō)， “增加從空間站的下行速率將使得那些有更高數(shù)據(jù)傳輸要求的新試驗(yàn)和技術(shù)演示成為現(xiàn)實(shí)，而這在之前是無(wú)法做到的。”

數(shù)據(jù)傳輸率的加倍從位于關(guān)島的太空通訊網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程地面站開(kāi)始。SN團(tuán)隊(duì)在那里安裝了一個(gè)下行速率為300 Mbps的設(shè)備來(lái)增加向空間站收發(fā)數(shù)據(jù)流的能力。下一步他們將在白沙和關(guān)島地面站安裝升級(jí)設(shè)備以便空間站加倍其數(shù)據(jù)回傳速度。

空間站傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包含了高時(shí)效性和關(guān)鍵任務(wù)數(shù)據(jù)譬如宇航員的健康信息、空間站的狀態(tài)、機(jī)載科學(xué)試驗(yàn)的結(jié)果，以及每條社交媒體帖子和采訪。休斯敦NASA約翰遜太空中心的飛行控制器主要通過(guò)SN接收到空間站跟蹤和指令數(shù)據(jù)。

除了國(guó)際空間站，SN還和其它40多個(gè)NASA任務(wù)進(jìn)行通訊，譬如哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，這些通訊被記錄為“事件”。太空通訊網(wǎng)絡(luò)目前一個(gè)月處理超過(guò)90萬(wàn)分鐘的數(shù)據(jù)，涉及超過(guò)13000個(gè)通訊事件。這等于平均每天28萬(wàn)億字節(jié) （TB）的信息，相當(dāng)于大約1100張單面藍(lán)光光碟。

SN項(xiàng)目經(jīng)理泰德?索布恰克（Ted Sobchak）說(shuō)：“該項(xiàng)目致力于通過(guò)簡(jiǎn)化客戶界面、提高數(shù)據(jù)傳輸率和實(shí)現(xiàn)新的操作概念來(lái)發(fā)展太空通迅網(wǎng)絡(luò)，使新的操作概念成為可能。

SN將于2017年為TDRS編隊(duì)增添另一艘航天器。TDRS-M預(yù)定明年夏天在佛羅里達(dá)卡納維拉爾角由聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟（United Launch Alliance，ULA）的宇宙神5號(hào)（United Launch Alliance Atlas-V）運(yùn)載火箭發(fā)射升空。在大約6個(gè)月的在軌測(cè)試結(jié)束后，TDRS-M將被重新命名。由波音公司建造的TDRS-M將極大地提升太空通訊網(wǎng)絡(luò)的容量和靈活性。

與此同時(shí)，太空通訊網(wǎng)絡(luò)的地面段保障項(xiàng)目（Space Network Ground Segment Sustainment）正致力于把SN的地面終端帶入21世紀(jì)。該團(tuán)隊(duì)一直致力于實(shí)現(xiàn)一種允許網(wǎng)絡(luò)接納新用戶和功能的新架構(gòu)。 它的額外益處包括減少操作和維護(hù)系統(tǒng)所需的努力，是對(duì)運(yùn)營(yíng)成本的潛在節(jié)省。

NASA的空間通信和導(dǎo)航（Space Communications and Navigation, SCaN）項(xiàng)目辦公室，是華盛頓NASA總部人類探索和項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)局(Human Exploration and Operations Mission Directorate)的一個(gè)部門，負(fù)責(zé)NASA網(wǎng)絡(luò)的程序監(jiān)督，高級(jí)通信技術(shù)和其它太空通信需求。 這些功能構(gòu)成了所有NASA任務(wù)的主干，為航天器到地面的通訊提供關(guān)鍵連接。

SCaN提供的戰(zhàn)略指導(dǎo)對(duì)確保NASA的空間通信資源繼續(xù)滿足其客戶和代理在未來(lái)幾年的需求必不可少。 SCaN積極地與國(guó)際社會(huì)廣泛接觸，致力于空間通信與導(dǎo)航的互用性和兼容性。（編輯：Amber Jacobson 和 Ashley Hume 翻譯：PC校核：Sherry）