在浩瀚无垠的宇宙深处，航天器发出的微弱无线电波如同黑暗中的低语。当美国国家航空航天局（NASA）旗下的“深空网络”巨型天线阵列在加利福尼亚、西班牙和澳大利亚缓缓转动时，美国和加拿大几户民居的屋顶上，一些小型抛物面天线也在默默凝视着星空，一同追踪飞船的轨迹。

在这个由巨额预算和顶尖科学家主导的深空探索时代，一群凭借精巧设备和海量数学运算的民间业余无线电爱好者，正以令人惊叹的专业水准，与全球顶尖科研机构并肩作战。他们有人曾找回失联多年的“僵尸卫星”，如今受官方正式委托，加入了“阿耳忒弥斯 2 号”（Artemis II）的全球追踪网络。

打破传统边界，NASA 想构建分布式的全球深空追踪网

当地时间 4 月 1 日，NASA 的“阿耳忒弥斯 2 号”任务搭载着四名宇航员从佛罗里达州升空，正式开启了为期 10 天、总里程长达 110 万公里的地月往返之旅。在这次历史性的任务中，NASA 除了使用其官方空间通信与导航计划（SCaN）协调的近地网络和深空网络（DSN）作为主要追踪手段外，还进行了一项史无前例的测试：启用非官方系统进行深空任务辅助。

图 | NASA 位于澳大利亚堪培拉的深空通信中心。（来源：NASA/JPL-Caltech）

2025 年 8 月，NASA 向全球发出了提案征集，邀请全球志愿者使用无线电设备，被动接收“猎户座”（Orion）飞船在任务期间发射的 S 波段信号。最终，来自全球 14 个国家的 34 个组织和个人入选，覆盖 47 个地面资产，其中既有德国航空航天中心（DLR）、加拿大航天局（CSA）这类政府航空机构，以及亚利桑那大学等学术界代表，一些商业和非营利组织，例如英国 Goonhilly 地球站、日本最大的卫星通信运营商 Sky Perfect JSAT 等也参与其中。

随着未来月球基地和火星任务的增加，昂贵且资源紧张的大型主流监测系统将面临巨大压力。NASA 希望通过此类测试，探索如何利用更小、更经济的地面站来分担深空网络的追踪负荷。为了确保这些来自民间和第三方的数据能够无缝汇入官方数据库，本次任务还要求所有参与者提交的数据必须严格符合国际空间数据系统咨询委员会（CCSDS）的标准。

对此，NASA SCaN 计划副署长凯文·科金斯（Kevin Coggins）评价道：“这不仅是为了跟踪一次任务，更是为了构建一个具有韧性的公私合作生态系统，以此支持创新与宇宙探索的黄金时代。”

何为“业余无线电爱好者”？跨越天地的硬核极客

在这份汇聚了全球多家科研机构的招募名单中，有四位以“个体代表”身份参与的业余无线电爱好者（Ham Radio Operators）显得尤为特殊。介绍他们的工作之前，我们有必要重新认识一下这个常因“业余”二字而被轻视的群体。

根据国际电信联盟（ITU）的定义，“卫星业余业务”和“业余无线电通信业务”是受法律保护的正式无线电通信业务。这里的“业余”并非指技术水平低，而是指他们纯粹出于个人对无线电技术的强烈兴趣，且不以盈利为目的。与想象中不同，他们绝不只是拿对讲机聊天的普通玩家，而是需要经过严格考核、掌握射频原理和电子工程知识的科技极客。除了跨越洲际的地球通联，许多顶尖玩家甚至能自建地面站，与国际空间站（ISS）的宇航员或各类卫星建立数据链路。

在这个小众又硬核的科技圈子里，中国业余无线电爱好者的身影同样耀眼。他们不仅积极参与国际卫星通信和深空信号接收，还在关键时刻展现出独特价值。2008 年汶川大地震发生后不到 3 分钟，在公网通信全面瘫痪的绝境中，成都业余无线电应急通信网立即启动，短时间内动员上千名爱好者建立应急台网，在专业通信系统瘫痪期间成为抗震救灾指挥的主要渠道。

屋顶上的太空侦探，从唤醒“僵尸卫星”到护航探月

说回这四位入选“阿耳忒弥斯 2 号”任务的业余无线电爱好者，他们同样无需 NASA 提供任何资金支持，仅凭个人的地面站设备和极高的技术热情，便自发承担起严苛的数据采集工作。

民间设备如何追踪深空飞船？天体力学中的基础理论即可给出答案。当飞船向月球飞去或绕月飞行时，由于飞船与地球表面接收站之间的相对运动速度不断变化，无线电载波信号的频率会发生拉伸或压缩，这便是著名的“多普勒效应”（Doppler shift）。软件程序会记录下这些极微小的频率变动，随后，观测者们会运用大量的数学计算进行多普勒分析，从而精准倒推算航天器的三维位置与动态轨迹。

在“阿耳忒弥斯 2 号”发射后的次日午夜，飞船在特定时段升起。四位入选者之一的斯科特·蒂利（Scott Tilley，呼号 VE7TIL）从距离地球约 7.5 万公里的太空中，成功捕获了第一批无线电多普勒数据。在他的频率-时间图表上，飞船的信号呈现为一条形如“意大利面”的反 S 形下降橙色曲线。

（来源：X@coastal8049）

斯科特的主业是一名电气技术专家，专门从事船舶电力系统的设计和维修，但他自幼便对无线电波产生了浓厚兴趣。如今，他的屋顶平台上架设着一台两米口径的碟形天线和一台 S 波段无线电接收器。在更早以前，他曾利用无线电找回一颗失联已久的“僵尸卫星”，并因此在国际航天界打响了名气。

图 | 斯科特·蒂利（Scott Tilley）的天线（来源：《温哥华太阳报》）

2018 年 1 月，在试图搜寻一颗代号为“Zuma”的机密发射任务时，斯科特在地球高轨道上意外截获了一个陌生的无线电信号。经过比对，他确认该信号来自编号为“2000-017A”的 NASA IMAGE 卫星（磁层顶至极光全球探索成像仪）。这颗曾用于地球磁层成像的重要科学卫星于 2005 年失联，并在 2007 年被 NASA 官方正式宣告“死亡”。

然而，在失联十二年后，斯科特在家中检测到了它的异常信号发射。他迅速在自己的博客“Riddles In The Sky”上公布了数据，并直接联系了 NASA。NASA 和约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室的工程师们随后证实了这一发现，确认这颗“僵尸卫星”的主控系统仍在运行。该事件轰动一时，不仅让这颗重要的科学卫星重回人类视野，也让官方机构深刻意识到了民间无线电网络的惊人潜力。

此后，斯科特多次受邀为 NASA 作报告，介绍“普通人如何通过简易手段观测航天活动”。在日常追踪中，他甚至曾通过无线电数据发现，某私营商业月球着陆器在接近月球时，错误估计了位置并进入不稳定轨道。他选择客观分享原始数据，最终促使相关公司公开说明了故障情况。对于斯科特这样的顶级业余观测者而言，他们的能力早已超出了传统“爱好者”的范畴，并在空间态势感知（SSA）领域发挥着独特作用。

公民科学与专业航天的有效并轨

除了活跃在网络上的斯科特，另外三位入选的美国个体代表同样展现出极高的专业素养。其中，来自南达科他州的克里斯·斯维尔（Chris Swier，呼号 K1FSD），正利用自建的家庭地面站对猎户座飞船进行精确观测；来自加利福尼亚州的丹·斯莱特（Dan Slater，呼号 AG6HF），在任务的十天内将持续采集信号并提交给 NASA；同样来自加州的羚羊谷业余无线电俱乐部（AVARC）的现任主席洛丽塔·斯莫尔斯（Loretta A. Smalls，呼号 AJ6HO），也以个人身份迎来这场全球无线电爱好者的“高光时刻”。

从寻找消失的“僵尸卫星”、监控商业月球着陆器的轨迹，到如今与全球科研机构共同追踪“阿耳忒弥斯 2 号”载人飞船。在算法主导一切、万物皆可云端的时代，这群坚持在夜空下调试天线、计算多普勒频移的业余无线电爱好者，显得既复古又前卫。

以这四位业余无线电爱好者为代表的民间力量，展示了小型非官方地面站在深空任务中的应用潜力，也将重塑深空探索的协作模式，为未来构建更具弹性、成本更低廉的分布式空间追踪生态提供可行性依据。当代表国家力量的巨型天线瞄准更远的星辰时，这些分布在民间的“听风者”，依然用最纯粹的技术热爱，守望人类驶向宇宙深处的航船。

参考来源：

https://vancouversun.com/news/bc-amateur-astronomer-tracks-artemis-ii-for-nasa

https://www.nasa.gov/technology/space-comms/nasa-selects-participants-to-track-artemis-ii-mission/

https://x.com/coastal8049/status/2039833500124352789

排版：胡巍巍