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火星車(chē) 祝融號(hào)一張高清圖要傳半個(gè)月，通信能力卻是世界領(lǐng)先，這是為何？

祝融號(hào)火星車(chē)如果向地球直接傳輸類(lèi)似圖一這樣一張高清彩色照片理論上需要半個(gè)月時(shí)間，基于火星車(chē)直接對(duì)地通信能力完成一張高清照片傳輸需要8個(gè)小時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸，而受火星自轉(zhuǎn)影響地火直接通信窗口每天只有半個(gè)小時(shí)，所以換算下來(lái)就是半個(gè)多月時(shí)間。鑒于直接對(duì)地傳輸效率過(guò)低，因此地火直接通信任務(wù)舍棄了圖片傳輸功能。
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那么，這是否意味著通信功能的低下？恰恰相反，祝融號(hào)通信能力事實(shí)上已經(jīng)居于世界火星探測(cè)領(lǐng)域的領(lǐng)先水平。
在天問(wèn)一號(hào)著陸巡視器與環(huán)繞器分離的瞬間，前者就喪失了對(duì)地球進(jìn)行高碼速率數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰ΓS后進(jìn)入艙在3個(gè)多小時(shí)的自主降軌飛行以及約9分鐘的火星登陸任務(wù)過(guò)程中，環(huán)繞器會(huì)接收來(lái)自進(jìn)入艙的遙測(cè)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)打包貯存起來(lái)，爾后擇機(jī)回傳地球。
【 火星車(chē)|祝融號(hào)一張高清圖要傳半個(gè)月，通信能力卻是世界領(lǐng)先，這是為何？】火星車(chē) 祝融號(hào)一張高清圖要傳半個(gè)月，通信能力卻是世界領(lǐng)先，這是為何？
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祝融號(hào)登陸火星表面后通過(guò)X頻段定向天線與地球深空測(cè)控站直接建立通信鏈路，但受限于火星車(chē)定向天線尺寸與功率，該通信鏈路只能傳輸基礎(chǔ)的遙測(cè)數(shù)據(jù)。正是基于遙測(cè)數(shù)據(jù)判讀，15號(hào)當(dāng)天我們就確認(rèn)了登火任務(wù)的成功。
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環(huán)繞器與著陸巡視器分離后隨即升軌回到原來(lái)的停泊軌道，爾后擇機(jī)實(shí)施第四次近火制動(dòng)，并于17日進(jìn)入運(yùn)行周期8.2小時(shí)的中繼通信軌道。當(dāng)天祝融號(hào)火星車(chē)就和環(huán)繞器建立了中繼通信鏈路，地球上的深空站也接收到了大量遙測(cè)與圖像數(shù)據(jù)。
祝融號(hào)火星車(chē)總共配置有兩部天線，一個(gè)是車(chē)體后部帶有指向能力的X頻段定向天線，另一個(gè)是車(chē)頭相機(jī)桅桿右側(cè)的UHF全向天線。定向天線碼速率高于UHF全向天線。
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具體通信策略如下：
1.火星車(chē)遙測(cè)數(shù)據(jù)由X頻段定向天線直接回傳地球；
2.火星車(chē)中繼通信主要依靠碼速率較低的UHF全向天線，每天兩個(gè)10分鐘的中繼通信窗口，一個(gè)在白天，一個(gè)在黑夜。
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白天時(shí)段環(huán)繞器處于遠(yuǎn)火弧段，距離較遠(yuǎn)，碼速率低，只能用于遙測(cè)數(shù)據(jù)傳輸。
夜間時(shí)段環(huán)繞器處于近火弧段，距離較低，碼速率高，可以傳輸圖像數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)傳輸能力隨兩器距離的變化而變化。
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3.火星車(chē)定向天線與環(huán)繞器建立中繼通信鏈路，由于天線桅桿指向功耗較大，因此該手段并不是日常選擇，它可以用于量級(jí)較大的科學(xué)探測(cè)數(shù)據(jù)的中繼傳輸。
環(huán)繞器進(jìn)入中繼軌道后數(shù)據(jù)傳輸就相對(duì)方便得多，比如本月22號(hào)祝融號(hào)火星車(chē)駛離著陸平臺(tái)至火星表面，當(dāng)天地球深空站就接收到了避障相機(jī)拍攝的大批圖像。
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這也是為什么NASA毅力號(hào)火星車(chē)登火當(dāng)天就可以發(fā)布圖像數(shù)據(jù)的原因，他們?cè)诃h(huán)火軌道上有3+1顆中繼通信衛(wèi)星，分別是奧德賽火星探測(cè)器、火星勘測(cè)軌道器、火星大氣與揮發(fā)物演化探測(cè)器，以及歐空局的火星快車(chē)號(hào)探測(cè)器，規(guī)模可觀的環(huán)繞器陣容也使得毅力號(hào)可以直接登陸火星，而無(wú)需攜帶環(huán)繞器。
反觀我們，天問(wèn)一號(hào)著陸巡視器實(shí)施登火行動(dòng)時(shí)，且不說(shuō)環(huán)繞器只有一顆，就連這僅有的一顆環(huán)繞器都還沒(méi)有在中繼通信軌道就位。
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這只能說(shuō)明兩家火星探測(cè)的家底不同，并不代表探測(cè)器通信能力的強(qiáng)弱。根據(jù)葉培建院士此前披露，祝融號(hào)火星車(chē)不論是對(duì)地球通信碼速率還是對(duì)環(huán)繞器通信碼速率都達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。
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天問(wèn)一號(hào)環(huán)繞器也不會(huì)一直待在中繼通信軌道，它只會(huì)在此待三個(gè)月，三個(gè)月后還要再次實(shí)施近火制動(dòng)進(jìn)入軌道高度更低的遙感軌道，開(kāi)始執(zhí)行為期兩年的火星全球遙感科學(xué)探測(cè)任務(wù)，為后續(xù)火星探測(cè)任務(wù)積累數(shù)據(jù)，比如2028年我們將實(shí)施人類(lèi)首次火星采樣返回任務(wù)。
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