國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時高清錄像的一切，其中基于數(shù)百次科技實驗的數(shù)據(jù)，則用于宇航員們的電視直播。空間站上所有的數(shù)據(jù)都是通過太空通訊網(wǎng)絡（Space Network, SN）來傳輸?shù)模痪靡院螅摼W(wǎng)絡將加倍現(xiàn)有的帶寬。太空通訊網(wǎng)絡由一系列跟蹤和數(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，為國際空間站和其他一些NASA的知名航天器提供通訊服務。
通過NASA太空通訊網(wǎng)絡由太空送往地球的數(shù)據(jù)流
NASA的太空通訊網(wǎng)絡是國際空間站的首要通訊服務供應商。此動畫中，太空通訊網(wǎng)絡利用一組跟蹤和數(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)絡地面終端，繼而發(fā)往休斯敦NASA約翰遜太空中心的任務控制中心。
來源：NASA戈達德太空飛行中心/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），兩倍于一般美國家庭的典型高網(wǎng)速。空間站向任意傳輸范圍內(nèi)的TDRS衛(wèi)星發(fā)送數(shù)據(jù)，繼而再通過地面終端轉(zhuǎn)送至數(shù)據(jù)中心，如休斯敦的任務控制中心。而支持更大數(shù)據(jù)流量的復雜新設備將與傳輸速率的提升相匹配。
NASA運營三個太空網(wǎng)絡地面終端。圖中的白沙站位于新墨西哥州拉斯克如塞斯的NASA白沙試驗基地，于1981年建立，早于1983年的首個TDRS衛(wèi)星升空。這個終端站將被升級，為空間站加倍提速做準備。
來源：NASA/W.R. Gardner
“從根本上講，這次對機載和地面數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的升級能夠增加空間站的科學產(chǎn)出。”位于馬里蘭州格林貝爾特的NASA戈達德太空飛行中心人類太空飛行主任馬克?塞弗蘭斯（Mark Severance）說， “增加從空間站的下行速率將使得那些有更高數(shù)據(jù)傳輸要求的新試驗和技術(shù)演示成為現(xiàn)實，而這在之前是無法做到的。”
數(shù)據(jù)傳輸率的加倍從位于關島的太空通訊網(wǎng)絡遠程地面站開始。SN團隊在那里安裝了一個下行速率為300 Mbps的設備來增加向空間站收發(fā)數(shù)據(jù)流的能力。下一步他們將在白沙和關島地面站安裝升級設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)包含了高時效性和關鍵任務數(shù)據(jù)譬如宇航員的健康信息、空間站的狀態(tài)、機載科學試驗的結(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SN接收到空間站跟蹤和指令數(shù)據(jù)。
除了國際空間站，SN還和其它40多個NASA任務進行通訊，譬如哈勃太空望遠鏡，這些通訊被記錄為“事件”。太空通訊網(wǎng)絡目前一個月處理超過90萬分鐘的數(shù)據(jù)，涉及超過13000個通訊事件。這等于平均每天28萬億字節(jié) （TB）的信息，相當于大約1100張單面藍光光碟。
SN項目經(jīng)理泰德?索布恰克（Ted Sobchak）說：“該項目致力于通過簡化客戶界面、提高數(shù)據(jù)傳輸率和實現(xiàn)新的操作概念來發(fā)展太空通迅網(wǎng)絡，使新的操作概念成為可能。
SN將于2017年為TDRS編隊增添另一艘航天器。TDRS-M預定明年夏天在佛羅里達卡納維拉爾角由聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟（United Launch Alliance，ULA）的宇宙神5號（United Launch Alliance Atlas-V）運載火箭發(fā)射升空。在大約6個月的在軌測試結(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)絡的容量和靈活性。
與此同時，太空通訊網(wǎng)絡的地面段保障項目（Space Network Ground Segment Sustainment）正致力于把SN的地面終端帶入21世紀。該團隊一直致力于實現(xiàn)一種允許網(wǎng)絡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系統(tǒng)所需的努力，是對運營成本的潛在節(jié)省。
NASA的空間通信和導航（Space Communications and Navigation, SCaN）項目辦公室，是華盛頓NASA總部人類探索和項目運營局(Human Exploration and Operations Mission Directorate)的一個部門，負責NASA網(wǎng)絡的程序監(jiān)督，高級通信技術(shù)和其它太空通信需求。 這些功能構(gòu)成了所有NASA任務的主干，為航天器到地面的通訊提供關鍵連接。
SCaN提供的戰(zhàn)略指導對確保NASA的空間通信資源繼續(xù)滿足其客戶和代理在未來幾年的需求必不可少。 SCaN積極地與國際社會廣泛接觸，致力于空間通信與導航的互用性和兼容性。（編輯：Amber Jacobson 和 Ashley Hume 翻譯：PC校核：Sherry）
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