美國登月是如何做到電視直播的?

蕪湖早知道


在美國的阿波羅計劃實施前,美國航天機構就已經著手製訂了周密的太空信號傳輸計劃,並持續付出了巨大的努力。

(“阿波羅11號登月”電視畫面)

我們知道,“阿波羅11號”是在1969年7月16日搭載“土星5號”重型運載火箭發射升空,於7月20日降落到月球。而早在1958年年初,美國噴氣推進實驗室就已經在為月球與地球之間的訊號傳輸在做準備了,那時候還沒有人知道未來會有一個“阿波羅計劃”。

(踏足月球是60年代美國人的夢想)

美國噴氣推進實驗室希望修建一個巨型天線,以便與未來可能前往月球進行“軍事拓荒”的探測器建立聯絡,他們在遠離無線電干擾的加利福尼亞州一個偏遠山谷盆地最先建設了戈爾德斯通太空跟蹤站,這個跟蹤站裝備了直徑達29.5米的巨型天線。

(太空跟蹤站巨型天線)

在差不多同時,美國國家航空航天局成立,1961年5月,美國宇航員艾倫·謝潑德進入太空,但美國的航天成就已經落後於當時正如日中天的蘇聯。為了能在天空競賽中壓過蘇聯,肯尼迪總統宣佈美國將在10年內將美國宇航員送上月球。

(肯尼迪宣佈阿波羅登月計劃)

登月計劃不同於簡單地將宇航員發射到距離地球僅一二百公里的近地軌道,為了對38萬公里之遙的飛船進行精確的控制,美國人需要建立起一整套極其複雜的通訊系統和配套設施。這些設施將完成從航天器遙測、精確跟蹤測量、聲音訊號甚至是電視信號的傳輸。

美國科學家建立起了一個“統一S波段”,他們在美洲、非洲、歐洲、大洋洲、太平洋的許多地方建設了28個衛星通信站,這些通信站大多擁有直徑達9.15米的大型衛星天線;在無法建設通信站的大洋中間,美國人建造了一批包括“紅石號”和“水星號”在內的測量船用於衛星測控,他們甚至將KC-135S飛機的前端裝上一個碩大的“鼻子”,在裡邊安裝上訊號轉發裝置來進行中繼通信。

(為阿波羅計劃信號傳輸而改裝的KC-135S飛機)

1967年1月27日,阿波羅1號飛船在位於美國佛羅里達州卡納維拉爾角的一次例行測試中意外起火,三名參與測試的宇航員喪生,他們全都被燒死在飛船的指揮艙裡。為此,是否讓阿波羅飛船攜帶攝像機的爭論一直持續了好幾年,因為有科學家認為攜帶攝像設備不僅會額外增加重量,還會帶來更多的風險。

(被焚燬的阿波羅1號飛船)

在上世紀60年代,美國家庭的電視普及率還不高,大家還習慣於通過收音機來收聽新聞,並不是所有人都能意識到電視轉播在宣傳上的重要性。

在NASA要為每減掉一磅重量向格魯曼公司支付5萬美元的情況下,在阿波羅飛船上安裝攝像機和電視信號傳輸設備是一項巨大的挑戰。因為在當時的技術條件下,安裝這樣一套“多餘”的設備並不是科學探索之所必需,並且它將帶來更多額外的重量。所以在NASA內部,抵制電視轉播的聲音非常大,宇航員們也不認為拿著手持攝像機拍攝是件有意義的事情,他們覺得這是對他們工作的干擾。

(60年代老式黑白電視機)

登月電視轉播計劃之所以能在重重阻力下繼續推進,可能與NASA需要資金有關,因為只有讓廣大美國民眾投入更多的熱情參與到阿波羅計劃中間來,NASA才有可能在國會爭取到更多的資金。

正因為大部分人覺得拍電視是件可有可無的工作,所以在設計阿波羅飛船的時候,分配給電視訊號傳輸的帶寬也非常小,它完全無法按當時標準商業電視訊號所需要的帶寬進行傳輸。為了解決這個問題,通信專家們用一種“低速掃描圖像系統”提供每秒10 幀每幀320線的黑白畫面,這樣就大幅減少了回傳的數據量。NASA為了在飛船上安裝電視訊號發射裝備額外耗費了數以百萬美元計的資金,在地面接收這些圖像數據對於當時美國的科技水平來說也是一個極其複雜的工程。即便如此,這些回傳的畫面還需要在地面進行“加工”,轉換成標準的電視信號才能在電視上播放出來,這個“加工”的過程就是先把回傳的小黑白畫面在一個小的監視器上播放,再用另一臺攝像機去拍它,然後將圖像交給電視臺。

(“阿波羅11號”宇航員使用的手持式攝像機)

事實上,阿波羅計劃的第一次深空電視轉播並不是大家所熟知的阿波羅11號,而是從阿波羅8號升空的時候就已經開始了。在土星5號火箭還不是很穩定、阿波羅飛船還沒有備份引擎的情況下,NASA冒險決定將阿波羅8號乘員組送入環繞月球的軌道,這是一次大膽的嘗試。阿波羅8號上攜帶了一臺手持式小型黑白低速掃描攝像機,宇航員們利用它拍攝了6次飛行的圖像,並將畫面傳輸回了休斯頓中心。

(據稱是“阿波羅8號”傳回的月球軌道電視畫面)

阿波羅11號是否應該攜帶攝像機到達月球表面儘管也引發過爭論,但NASA最終決定讓宇航員攜帶它登上月球,於是地面上的人們有幸看到了阿姆斯特朗的“第一步”,至於說他們是如何拍到阿姆斯特朗出艙畫面,並且做到在荒涼的月球表面向地球傳輸電視信號的,由於NASA並沒有公開詳細信息,我們不得而知。

(阿姆斯特朗的“第一步”,不知道是誰拍的,登月艙外也許還有一臺攝像機?)

阿波羅11號的巨大成功以及由此帶來的激烈反響,NASA允許阿波羅12號攜帶一臺彩色電視攝像機登月,此後美國公眾在電視上看到的都全是彩色圖像了。1970年代初,美國家庭的電視普及率達到70%,阿波羅登月計劃的促銷作用不可小視。

(美國民眾慶祝阿波羅11號宇航員迴歸)


周志宏glee


電視現場直播本來就是60年代的技術,1964年第18屆東京奧運會上,美國發射的"辛科姆"通訊衛星向世界各地直播了奧運會賽況。

下面說下阿波羅通訊,為了處理地月間的通訊問題,NASA六十年代建設了加州,西班牙,澳大利亞三座大型測控中心包括64米直徑的天線(配圖2是澳大利亞的)阿波羅計劃、旅行者計劃以及絕大部分的深空任務都是用這些天線完成的通訊,至今仍在使用。此外還開發了“統一S波段通訊技術”,阿波羅飛船的全部測控通訊信號通過傅里葉變換調製成S波段信號後統一發送,地面收到後解調為各路信號,其中電視信號轉製為民用電視信號後傳送給了直播網絡。

阿波羅11號使用的是西屋電器生產的黑白電視攝像機,只有250線掃描10fps,安裝在登月艙下降級一個設備艙蓋子上(圖3,4),阿姆斯特朗出倉後先拉開設備艙,然後攝像機自動開始工作。所有通訊數據通過登月艙上方的S波段天線回傳地球(圖5)。12號以後直播更換為彩色電視攝像機,同時宇航員還展開了外置的摺疊天線,15號以後月球車上有了自帶的遙控變焦相機,這個攝像機還直播了返回的瞬間(圖7是阿波羅17號返回瞬間)。











nordland


從1959年開始前蘇聯發射了24顆月球探測器,進行了11次失敗的月面軟著陸,不是撞毀就是翻車。那時有科學家懷疑,月面過於鬆軟,探測器一著陸就會像陷入流沙那樣消失。所以美國的登月視頻中月表的土壤全是流沙,而嫦娥在月面與月背都登陸了,並沒有流沙,所以。。。

其次,傳輸信號的速度的比較,嫦娥四號通過位於我國東北的佳木斯64米的射電天線,佘山65米射電望遠鏡,除了佳木斯、佘山深空站,我國還在喀什以及西半球阿根廷境內的烏肯省薩帕拉建設了兩座深空站,與此同時依託我國原有的衛星測控系統,深空測控體系達到4億公里級航天器深空測控能力,而阿波羅在全球佈設了28個9米多的天線,論接受信號能力比阿波羅強大的不是一倍兩倍了,但是這麼強大的天線接收正面的嫦娥3號、背面的嫦娥4號登月視頻還是卡啊,卡的不要不要的了,而阿波羅視頻直播非常流暢,這似乎有點不太正常,難道有光纖?[捂臉]


宇宙將軍嗯嗯


導演:NASA

主演:尼爾·奧爾登·阿姆斯特朗、巴茲·奧爾德林、邁克爾·柯林斯

美術:NASA

攝影:NASA

剪輯:NASA

友情贊助:好萊塢

播出:全美廣播公司

美國航天局

好萊塢

聯合出品

是這樣嗎?


路前的燈


這種天頂星技術交給好萊塢就行了。可憐我國現在都不能完成視頻直播,就連傳回的照片都要延遲並且重算。妥妥的落後50年不動搖。


北冥魚王


當時美國並沒有現場直播,而是放的實況錄像。應該說,實時的現場直播技術當時美國也沒有,那需要許多中繼轉播設備。無論軟硬件都有很高要求。


多維觀世界


噴子們說美國登月是假的,是在好萊塢拍的,那還不好直播嗎?


新月荻


月球表面電磁干擾是相當厲害的。因此中國嫦娥四號帶著月球車玉兔二號,選擇在背面的月球坑著陸減少干擾便於聯絡和指揮。偉大中國萬歲。


資深小小評論員


美國是外星人來的!!!!當年登月在美國是直播的!叫我國的專家也直播月免2號的行程!按現時的技術也辦不到,更何況是40多年前的技術!!所以我說相信美帝登月的人絕對是被洗腦了!


招錫培


現存錄像還是很多的,不過有個大問題,地月距離要電磁波傳輸1.2秒,通話往返就需要最低2.4秒。直播錄像當中的通話都是秒回的。很可疑啊!


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