傳輸 祝融號火星車圖像順利傳回,天問一號如何實現(xiàn),與地球之間的通信
這段時間驚喜連連,“天問一號”搭載的“祝融”號火星車成功登陸火星,并于幾天后順利傳回圖像信息。
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火星與地球之間的距離,從最近時的5500萬公里到最遠的4億公里,一直在不斷變化。
有不少朋友好奇,地球距離火星那么遙遠,信號難道不會衰減嗎?
又是如何將信號傳輸?shù)交鹦堑模?br /> 
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電磁波在太空中傳播面臨什么問題?
以人類目前的科技來說,火星和地球之間的信號傳輸,只能依靠電磁波的方式進行。
由于火星與地球之間的距離非常遙遠,近則相距5500萬公里,最遠可以達到4億公里。
因此,信號的“時延”和“衰減”,是電磁波傳輸所面臨的兩個問題。

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先來說說信號的“時延”問題。
我們就以地火距離最近時的5500萬公里為例,電磁波在宇宙真空環(huán)境中的傳播速度等同于光速,達到30萬公里每秒,大約3分鐘(183.3秒)即可走完5500萬公里。
按此計算,“天問一號”從發(fā)送信號到地球,再到接收地球傳回的指令,就至少需要6分鐘。
如果按照4億公里的距離來算,“天問一號”單程信號的傳輸時間就需要22.2分鐘,往返一次則高達44.4分鐘。
如此高的“時延”,如果探測器每次遇到問題都要請示地球的話,就會延誤時機。
所以,“天問一號”火星探測器自身具備很強的問題處理能力。

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再來看下信號的“衰減”問題。
我們將“天問一號”火星探測器的信號發(fā)射裝置看作一個點,隨著發(fā)射距離的增加,就會導致信號強度的減弱。
為此,我們在地球上建造了多個巨型天線,去捕捉“天問一號”火星探測器從遙遠火星發(fā)來的信號。
這種巨型天線的直徑一般在30-50米,而我國自行研制的巨型天線,直徑有70米、重達2700噸,是亞洲最大的單口徑天線。
它最遠能夠接收4億公里以外的電磁波信號,可以說是專門為“天問一號”火星探測器量身定做的。
除了尺寸大,這個巨型天線還采用雙曲面反射技術。
信號經(jīng)過兩次反射,更容易識別和分析處理。
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為了能夠順利接收來自“天問一號”火星探測器的信號,我們做了哪些工作?
“天問一號”火星探測器的信號能夠順利傳回地球,除了大口徑天線,還離不開中繼站。
由于地球和火星除了繞太陽公轉(zhuǎn),自身也在自轉(zhuǎn),為了保證“天問一號”隨時都能與我們面對面通信,就需要采用到中繼通信的方式。
簡單來說這個過程就是,“天問一號”火星探測器先將信號傳送到中繼站,然后再由中繼站傳送到飛行控制中心。
我們設置了喀什深空測控站、佳木斯深空測控站,并與阿根廷、奧地利、法國等建立合作,從地球不同角度接收來自“天問一號”火星探測器的信號。
從中可以看出,火星探測是一項艱巨而又復雜的任務,同時也是一個國家綜合實力的體現(xiàn)。
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