一句從國際太空站講出來的話，通常要飛七萬多公里才落到地面。太空站自己離地面只有幾百公里，90 分鐘就繞地球一圈。

繞這麼一大圈，是為了不斷線。天鏈一號01星在 2008 年 4 月上去之前，中國的太空船在軌道上大半時間是聯絡不上的——中國空間技術研究院給的數字是 18%，神舟七號一圈九十幾分鐘裡，能跟地面通上話的時間不到五分之一。那顆中繼衛星到位之後，同一個數字變成 50%。

問題不在無線電不夠力，在地球是圓的。

為什麼要繞遠路

低軌道的太空船飛得又低又快。它離地面只有幾百公里，一座地面天線能看見它的那段弧只有幾分鐘；飛過去了，訊號就被地球的曲面擋住。冷戰時期的解法是往外撒——全球佈地面站，站不夠的地方派追蹤船，把天線開到海上去等它經過。

中繼衛星換了一個方向：不往外撒，往上搬。一顆停在赤道上空約 36,000 公里地球同步軌道的衛星，跟著地球一起轉，從地面看它不動；它的天線朝下，地球的大半個正面都在視野裡，包括在下面繞圈的太空站。低軌的太空船先把訊號往上打給它，它再往下轉給地面站。

這條路長很多，但沒有斷點。

第一顆差點沒到位

1983 年 4 月 4 日，太空梭挑戰者號第一次飛，貨艙裡載的就是 NASA 的第一顆中繼衛星 TDRS-1。太空人把衛星連同慣性上面級（Inertial Upper Stage，IUS）一起推出貨艙之後，上面級的第二節沒有正常燃燒，TDRS-1 被丟在一條錯的軌道上。

救它的是一個沒有人事先演練過的辦法。地面團隊用衛星自己那些推力只有一磅的姿態控制推進器，湊出一整套變軌機動——那些推進器本來的工作是讓衛星轉個角度，不是把它整個往上推。TDRS-1 在 1983 年 12 月進入全面運作，一路服役到 2010 年才退役。

這週也有一顆衛星在做類似的事，只是這次是計畫內的。印度的 EOS-05 在 9 月 4 日凌晨由 GSLV-F17 送上天，火箭只把它丟進遠地點 28,934 公里的次同步轉移軌道，離同步高度還差將近 7,000 公里，剩下的路由衛星自己的推進劑爬完（復飛那一場的來龍去脈）。火箭運力吃緊時，這是常態。

天上現在有三張這樣的網

美國的 TDRS。1983 年起共發射 12 顆，目前 7 顆在同步軌道上服役，分三代：第一代負責讓低軌任務第一次有了近乎連續的通聯，第二代加大功率與資料處理能力，第三代改善訊號品質並補上 Ka 頻段。近地空間網路的總架構師 Dave Israel 描述過這條線的份量：太空人從國際太空站打的每一通電話、你看過的每一張哈伯照片、COBE 衛星那批拿到諾貝爾獎的科學資料，都是從 TDRS 流過去的。

歐洲的 EDRS。歐洲太空總署與 Airbus 的公私合夥計畫，對外叫 SpaceDataHighway。兩顆同步軌道衛星，和低軌用戶之間不走無線電走雷射：單條光鏈路 1.8 Gbit/s，一天最多可以轉 50 TB。2016 年底起，哥白尼計畫（Copernicus）的 Sentinel 系列衛星每天拍的地球影像就是這樣傳下來的。

中國的天鏈。第一代五顆從 2008 年打到 2021 年，第二代六顆，第三代 01 星今年 7 月底才上去——六天之內連打兩顆的那一次。

三張網的用戶都在天上，不在地面。這是中繼衛星和一般通信衛星最大的差別。

這套網，NASA 正在退租

2024 年 11 月 8 日起，NASA 不再把新任務接上 TDRS。已經在用的——國際太空站、哈伯——會用到 2030 年代中期，確切時間看每一顆衛星的健康狀況撐到哪。之後 NASA 打算改用買的。

2022 年，NASA 的通信服務計畫（Communications Services Project）把 2.785 億美元分給六家美國公司：SpaceX、Kuiper Government Solutions、SES Space & Defense、Telesat、Viasat 與 Inmarsat Government，各自開發並驗證商業中繼服務，目標是 2031 年前把這些服務納進近地空間網路（Near Space Network）。

為什麼變了？SCaN 計畫的副主管 Kevin Coggins 給的理由是：NASA 發射第一顆 TDRS 是四十多年前的事，這段時間商業這邊的創新進展很大。翻成白話——當年 NASA 得自己蓋一張天上的網，是因為天上沒有別人的網。現在低軌有好幾個上千顆衛星的星座，星間鏈路本來就得打通，政府再花錢養一支只服務自己的專用機隊，理由變薄了。

對產業來說，重點不在那 2.785 億美元，在角色變了：中繼從一項只能自建的基礎建設，變成一種可以按次買的服務——發射早就走過同一條路。

下次看直播的時候

畫面切到太空船視角、遙測數字一格一格跳的時候，那些位元不是直接從火箭飛到你眼前的。它們先往上跑了 36,000 公里，打上一面朝下的天線，再折回地面。你看到的每一幀，都在 36,000 公里外轉過一手。