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地球 人類離火星移民還有多遠(yuǎn)？( 二 )


在距離地球約3億公里的軌道上準(zhǔn)確指向地球，相當(dāng)于要在2米開外瞄準(zhǔn)繡花針孔，而且要在環(huán)繞器自身還在不斷的飛行運(yùn)動(dòng)情況下，時(shí)刻保持住瞄準(zhǔn)狀態(tài)。
據(jù)中國(guó)航天科技集團(tuán)八院GNC系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師聶欽博介紹，環(huán)繞器攜帶有2塊太陽(yáng)電池陣、1幅高增益數(shù)據(jù)傳輸天線、1幅對(duì)巡視器數(shù)據(jù)中繼天線。在環(huán)繞器執(zhí)行數(shù)據(jù)中繼任務(wù)時(shí)，需要同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)巡視器、地球、太陽(yáng)3個(gè)目標(biāo)的高精度同步指向控制。
“這3個(gè)目標(biāo)的高精度同步指向控制，絕對(duì)可以稱得上是‘八面玲瓏’了。”聶欽博說。
地球 人類離火星移民還有多遠(yuǎn)？
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通訊如果出現(xiàn)中斷，是否有補(bǔ)救辦法？
環(huán)繞器在環(huán)火飛行時(shí)與地球距離遠(yuǎn)，由于天線波束角有限，設(shè)計(jì)師們要在確保對(duì)天線指向高精度控制的同時(shí)，對(duì)可能發(fā)生的通訊鏈路中斷做出預(yù)案。
“我們?cè)O(shè)計(jì)了一種通訊鏈路中斷后的自主恢復(fù)策略。一旦發(fā)生通訊鏈路中斷，探測(cè)器就會(huì)‘自主慢旋’，并在這一過程中，使天線掃到地球，進(jìn)而恢復(fù)通訊鏈路。這一過程也是環(huán)繞器自主實(shí)現(xiàn)。” 中國(guó)航天科技集團(tuán)八院軟件設(shè)計(jì)師周誌元介紹道。
如今，環(huán)繞器在穩(wěn)定環(huán)火飛行，成為著陸巡視器與地球之間的通信橋梁，完成數(shù)據(jù)中繼任務(wù)后，它也將全力開啟自己的環(huán)火遙感之旅。
環(huán)繞器進(jìn)行中繼通訊時(shí)，會(huì)有多長(zhǎng)時(shí)間的延時(shí)？每個(gè)火星日幾次傳遞信息的機(jī)會(huì)？
火星距離地球超3億千米，最遠(yuǎn)達(dá)4億千米，單向通訊時(shí)延超過15分鐘，信號(hào)一去一回需要約半個(gè)小時(shí)。
中國(guó)航天科技集團(tuán)八院總體副主任設(shè)計(jì)師謝攀介紹說，一個(gè)火星日內(nèi)，環(huán)繞器可為火星車提供一次近火點(diǎn)中繼通信和一次遠(yuǎn)火點(diǎn)中繼通信，為后續(xù)的巡視探測(cè)任務(wù)提供指令上注和探測(cè)信息傳輸服務(wù)。
如何最大效率的利用近火的可見弧段進(jìn)行通信？如何把遠(yuǎn)火更長(zhǎng)時(shí)間的弧段利用起來？
近火弧段，每圈大概10分鐘左右有效通信，每一圈傳回來的火星車探測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)于國(guó)內(nèi)都是第一手的珍貴科學(xué)數(shù)據(jù)，針對(duì)這寶貴的10分鐘，如何高效率地利用信道傳輸更多的火星探測(cè)數(shù)據(jù)成為了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。
中國(guó)航天科技集團(tuán)八院測(cè)控?cái)?shù)傳設(shè)計(jì)師王民建介紹，在近火信道較好的情況下，采用全雙工的通信模式，即雙向同時(shí)通信，雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收信息的信息。
全雙工狀態(tài)中，兩器UHF（特高頻）通信機(jī)均可作為握手發(fā)起方，由發(fā)起方設(shè)置對(duì)方的工作參數(shù)，在數(shù)據(jù)的收發(fā)過程中，對(duì)每幀數(shù)據(jù)均進(jìn)行響應(yīng)，當(dāng)信道參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，發(fā)起方和響應(yīng)方均可發(fā)起信道參數(shù)變更的申請(qǐng)，比如通信過程中進(jìn)行碼速率自適應(yīng)切換時(shí)，若一方根據(jù)信噪比估算后進(jìn)行了碼速率切換，其將通知另一方進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，從而保障了整個(gè)信道的高可靠通信。
在遠(yuǎn)火情況下，為了盡可能高效率的利用弧段，設(shè)計(jì)了X中繼模式，可以實(shí)現(xiàn)返向數(shù)據(jù)的高效率傳輸。
未來兩年，環(huán)繞器將做些什么？
環(huán)繞器上搭載7種有效載荷，未來將對(duì)火星表面及其次表層開展科學(xué)探測(cè)，完成火星全球遙感探測(cè)任務(wù)。
“天問一號(hào)”舉世矚目，但在專業(yè)人士的眼中，它仍好比一個(gè)蹣跚學(xué)步的孩子，在浩瀚宇宙飛行中嘗試著自己觀察、思考與行動(dòng)，如今只是成功地完成了飛抵火星的第一步。
中國(guó)航天科技集團(tuán)八院GNC系統(tǒng)產(chǎn)品保證師劉宇表示，“路漫漫其修遠(yuǎn)兮”，中國(guó)航天科技集團(tuán)八院控制所火星探測(cè)GNC團(tuán)隊(duì)仍在不斷探索新技術(shù)，讓深空探測(cè)飛行控制能夠更敏銳、更聰明、更可靠地面對(duì)宇宙更深處的未知世界。
人類登陸火星甚至火星移民的計(jì)劃何時(shí)能實(shí)現(xiàn)？
探測(cè)器登陸火星，人類何時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)登陸乃至探索移民火星的可能性？——這個(gè)問題可能是最受普羅大眾關(guān)心的話題之一了。
火星探測(cè)任務(wù)總設(shè)計(jì)師張榮橋在接受央視采訪時(shí)談到，對(duì)于火星移民這件事，一定要科學(xué)地看。
他認(rèn)為談火星移民工程是不科學(xué)的，如果我們有改造火星的能力，是不是可以花點(diǎn)時(shí)間精力把我們的地球打理得更好。火星的環(huán)境跟地球相比差得遠(yuǎn)，人類賴以生存的氧氣沒有，溫度跟地球相比更為惡劣，人的生存最基本的條件難以保證。
來源 | 新聞晨報(bào)·周到APP 采訪人員 龐菁涵

【 地球|人類離火星移民還有多遠(yuǎn)？】來源:新聞晨報(bào)

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