地面是怎么实现与太空中的航天员通电话的？

大家都知道，地面不同地点的两人之间利用移动电话通信，需要手机以及覆盖一定区域的众多无线基站。移动电话通信与地面固定电话通信的区别在于前者不使用复杂的纵横交错的地面有线传输网络，而是采用无线电波传输信号，用户可以随时随地进行通话。天地通话类似于移动电话通信，首先需要在地面和飞船配置天地通信设备，沟通无线天地通信信道。

无线天地通信信道示意图

目前我国载人航天工程天地通信采用S频段统一测控通信系统、天地超短波通信系统、短波通信设备和天链1号数据中继卫星系统。S频段统一测控通信系统具有双向数字话音通信、视频图像传输、测轨、遥控及遥测多种功能；天地超短波通信系统利用超短波无线电信道传递双向数字话音和航天员关键生理遥测参数；短波通信设备利用短波无线电信道传输半双工模拟话音或定向信息；天链1号数据中继卫星系统利用微波信道通过天链1号数据中继卫星传输数字话音或遥测数据。这些设备中S频段统一测控通信系统为主用设备，其他设备作为辅助手段，保证地面与航天员间通话的稳定可靠。S频段通信和超短波通信的传输能力强，但通话范围限于地面站对飞船的可见区域；短波通信设备简单，利用经电离层反射的无线电波可进行超视距通信，通信范围可扩大到地面站可见范围之外；天链1号数据中继卫星通信，由于天链1号数据中继卫星在距离地面约36 000千米高度的地球静止轨道运行，其01星和02星的测控通信覆盖区域可提高到70%以上。