人类对于未知事物总是充满好奇，而在众多的未知事物之中，宇宙（或者说是外太空）无疑是最为神秘的，因此人类对于宇宙的探索从未停歇，并将其视为科学研究的终极目标之一。
随着科学技术的进步，今天我们已经可以借助多种方式探索宇宙的奥秘，包括望远镜、宇宙飞船（航天器）、卫星、空间站等等。特别是随着航天器的出现，更成为了我们探索宇宙的利器——人类遨游宇宙已经不再是梦想（此时可回忆一下《星际迷航》等宇宙题材类电影中的景象）。那么现在问题来了，这些航天器（包括卫星、空间站等）是如何与地球保持通信的呢？语音、数据、甚至是视频图像又是如何进行传输的呢？如果你想知道答案的话，下面有关太空通信的精彩内容你绝对不能错过！
首先让我们来回顾一个激动人心的历史瞬间——1957年由苏联制造的第一颗人造卫星发射成功，该卫星就内置了一台无线电发报机，其从太空不断地向地面接收站发送“滴滴”的信号。因此无线电通信就成了最早的太空通信方式，并且已经沿用至今，例如我们的通信卫星。
而随着人类探索宇宙步伐的加快，卫星已经不只停留在近地轨道，而是已经开始不断向外拓展（例如绕月轨道）；与此同时，航天器已经完成月球、火星等探索，并在向更远的深空不断前行。此时，太空通信已不仅仅是简单的卫星与地面的通信（称为星地通信），还包括卫星（航天器）之间的通信，以及借助中继卫星实现的星地通信等。
星地通信、航天器间通信以及中继通信（图片来自Google）
其实早期的深空探测器并不是借助中继卫星与地面通信的，而是采用最为直接的星地通信方式，例如美航天局1977年所发射探测器——旅行者一号。
旅行者一号（图片来自Google）
如上图所示，旅行者一号配备了一个巨大的“锅”式天线，其直径达3.7米，然后与地球上直径高达37米的接收天线（也是“锅”）进行通信，然而这种通信方式只能待两个天线对准时才能通信，通信效率可想而知，因此为了提升通信效率，中继卫星应运而生。
中继卫星——美国奥德赛卫星（图片来自Google）
最早投入应用的中继卫星就是美国部署在木星轨道上的奥德赛卫星，其作用是将火星探测车的数据传回地球。而如今，在地球轨道之上，也有着众多的中继卫星，比如美国的TDRS，中国的天链，日本的DRTS等等，它们已经成为了星地通信之间的高效沟通“桥梁”。
而无论是星地通信（包括中继），还是卫星（航天器）间通信，均是借助无线电通信技术来实现的，但无线电通信技术有着自身的缺陷，首先是根据轨道（距离）的不同，存在多种通信波段（包括L、S、C、K、Ku、Ka等），而相同波段间的干扰，就会影响通信质量；其次，目前深空探测主要手段就是提升天线增益、提高通信频率、降低噪声，而想要提升天线增益，要么加大天线面积，要么增加天线数量，但都会加大航天器本身的负担；当然，最为重要的是，视频沟通必将成为太空通信的新趋势，而无线电通信的带宽（数据传输速度）难以满足这一要求，因此激光通信成为了新的焦点。
