阿波罗电视转播通信技术

不知不觉已经解释了登月质疑者三个所谓阿波罗登月“最大破绽”，从飞船的烧蚀材料、对接技术、工程测试。现在要解决阿波罗飞船通信技术的“破绽”了。

无线电波是应用最早、最广泛的电磁波。我们有必要对无线电波的传播情况作一番了解。根据现代物理学的观点，电场和磁场都是一种物质。无线电波就是电场和磁场的传播。因而，无线电波也是一种物质。只是这种物质既和一般由分子与原子组成的物质不同，是一种用肉眼看不到的特殊的物质。又与一般的机械波（如声波）不同。一般的机械波其本身不是一种物质，它需要有媒质存在才能传播。例如，声音在真空中就不能传播。而电磁波在真空中也能传播，不用依赖任何媒质。正因为电磁波具有特殊性，才使其能上天入地、大显神通。

其中频率大约 为 10KHz～30，000，000KHz，或波长30000m～10μm的电磁波，由于它是由振荡电路的交变电流而产生的，可以通过天线发射和吸收故称之为无线电波。

二战期间，英国率先运用无线电波原理生产雷达，20世纪60年代美国为阿波罗计划而研制了“统一S波段通信技术”（2000～4000兆赫）。其基本概念是在飞船和地面之间的全部通讯和数据传输应该用一组公用设备和一个射频载波来实现，由于由阿波罗飞船发射的测距码和电视信号要求的带宽较宽而且有时还要同时发射，因而必须把它们调在不同的载波频率上，第一个用调相，而第二个用调频。

在阿波罗载人登月工程中，对运载火箭以及飞船的测控通信主要依靠S频段统一载波系统(USB)完成，建设了遍布全球的测控通信网。它利用一副天线实现对飞船的跟踪、测距、遥测、控制，并实现语音和视频信号的传输。充 分地利用了S频段在空间的低损耗，以适应地 球轨道以及登月过程的测控与通讯，但由于带宽限制，其视频图像采用慢扫描方式（Slow-Scan television），21世纪载人登月任务与之 前的阿波罗项目不一样，当年模糊的影像会被彩色高清所替代。

《阿波罗是如何飞到月球的》描述：

当年的美国电视图像NTSC制式,是由525行的组成一帧。一个完整的帧每秒要传送30次。帧中的行不是按顺序传送，而是先发送所有奇数行，然后再发送所有偶数行。每两次隔行扫描组成一帧，每次扫描为一场。美国电视系统标准数据为：60场/秒，262.5行/场，或者30帧/秒，525行/帧。

首次登月的阿波罗11号用的是黑白摄像机，采用光导摄像管，有较明显的时间延迟，移动图像会有拖尾现象。

它所使用的这种摄像机扫描速率很低，仅为10帧/秒，320行/帧，信号带宽为0.4MHZ。当这种信号从月球发送到地球时候，与地球上的电视系统无法兼容，所以必须转换。地球上地面站配备了转换器，将这种信号转换为美国电视信号方法。具体办法为：

1、首先，用另一台光导摄像机对准一个电视屏幕，该屏幕以10帧/秒的速度显示来自月球的图像，而该摄像机以60场/秒速度拍摄，每当显示一个完整图像（每十分之一秒）可以拍摄到1幅有效画面，换句话说，该摄像机的6场中仅有1个画面。

2、其次，重建缺失的5场，将该电视摄像机的一个完好的帧记录到磁盘上，重放5遍，以重建完整的60场/秒信号，完成后传送给休斯顿，用于随后的播出。

由于场重复以及另设的摄像机延时，增加了转播的阿波罗11号月球行走画面的重影。

以上是黑白电视，到了阿波罗12号及以后的登月，开始使用彩色电视转播。当时普通的彩色电视摄像机要求至少3个摄像管，同时产生红、蓝、绿图像，因此设备比较笨重，无法在登月中使用。设计人员为阿波罗改进了摄像机设计，使用了彩色转盘，由于彩色扫描场是顺序进行而不是同时进行，所以只要一个摄像管，摄像机可以做的很小。

阿波罗的彩色摄像机产生的是标准黑白信号：60场/秒，262.5行/场，每场有大约200条有用行。在摄像管的前面、镜头的后面（两者之间的地方），安装了一个彩色转盘，转盘上有6个滤光镜，红、蓝、绿各2组。转盘以10转/秒的速度旋转，摄像机的每场将图像分解为红色、蓝色、绿色图像。如果此时通过黑白监视器看，图像有明显的20HZ闪烁，因为显示绿色的场比另外两种颜色的更亮，但是每秒仅出现20次。分配给这种电视信号的带宽达到2MHZ（黑白电视只有0.4MHZ），这与阿波罗S频段信号中的其他分量部分重叠，需要进行仔细的滤波，除去电视图像的这些分量。

这种闪烁的黑白信号必须在休斯敦进行大量加工处理，电视信号定时的稳定很重要，由于当时没有数字存储技术，只能采用两台大型磁带录像机来修正信号定时。第一台录像机记录来自太空的图像，使其与插入电视信号中的脉冲同步，但是，磁带并不是卷起来，而是直接进入播放磁带的第二台磁带录像机，第二台机器从本地电子装置中取定时基准，采用同步于电视台的定时脉冲来重放信号。

有了上述同步好的信号，必须再从3个独立且顺序排列代表红、蓝、绿的场导出彩色信号，为此，用3600转/分速度旋转（每转1圈1/60秒）的磁盘记录器，分别将红、蓝、绿场记录在个磁道上，利用多个磁头从该磁盘上同时读出相应的场，用常规方法合成，最后产生标准的彩色电视信号。

上面所提到的种种处理，都是在地球上（休斯顿）完成。简单的说，月球上的摄像机拍摄画面，然后将信号传输到地球，这种信号无法直接使用，需要做大量工作将其优化，才能用于转播。早期的处理是在休斯顿完成，最后两次阿波罗任务，信号被传到加利福利亚处理，然后转给休斯顿，再从那里转播出去。

电视信号接收是用的64米的巨型天线，阿波罗11的时候美国和澳大利亚各有一个，最终是澳大利亚Parkes的64米天线实际接收效果较好。其增益是59dB(对于2GHz)。