天問一號”已經失聯究竟發生了什么 通信被全頻段阻塞干擾

一個驚人的消息從中美航天控制中心傳出 , NASA的毅力號與中國的天問一號以及祝融號火星車均已經失聯!在控制中心的測控信號顯示屏上 , 只有一條毫無意義的噪聲波形 , 所有測控頻道都已經被高強度的噪聲淹沒 , 也就是說地球和火星之間的通信已經被全頻道阻塞式干擾了!

天問一號”已經失聯究竟發生了什么 通信被全頻段阻塞干擾

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究竟發生了什么 , 為何火星上會出現全頻阻塞干擾?全頻阻塞干擾是什么鬼?我們知道無線電通訊需要電磁波 , 雙方之間通信需要約定一個頻段 , 然后載波發送 , 然后接收方調整接收天線頻段 , 接收后解調即可還原通信內容 , 為了保證通信正常進行 , 一般會約定多個頻段 , 防止一個頻段被干擾時那就調整到另一個頻段 。
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當然也有傳說中的跳頻通信 , 只是頻道是有限的 , 因為發送與接收天線的波段范圍是有限的 , 因此不同的通信方式會使用不同的波段 , 而全頻道阻塞式干擾就是在所有可能通信的通道上都是能讓接收方信號強度飽和的電磁波 。
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這種干擾方式很難 , 盡管存在理論可能性 , 但除了電磁脈沖彈或者核爆外 , 很難產生這種高強度的電磁波 , 并且還要在地火之間接近4億千米的距離上 , 還那么持久!如果有 , 那一定是超級文明!
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火星上到底有什么 , 能發出如此高強度的電磁噪聲?
很多朋友第一個就想到了火星人發出了鼓噪的電磁波 , 使得地球和火星探測器之間的所有通信都中斷 , 有人還腦補出了火星人正在地面上慶祝一年一度的狂歡節!不過一年一度倒是真的 , 但火星人就免了 , 因為發出信號干擾的不是火星 , 而是太陽!
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地火之間的問題 , 關太陽什么事?
這就是個有趣的問題了 , 地球和火星都繞著太陽轉 , 火星軌道與黃道面的夾角只有1.85° , 幾乎就在同一個平面 , 因此這火星和地球轉著轉著就有一陣子分別處在太陽的兩端 , 就像下圖:
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此時的火星與地球通信時可能就會被太陽擋住 , 當然這次火星與太陽最近的距角仍然達到了38’08” , 也就是0.7度不到一點 , 從理論上來看并沒有什么問題 , 但事實上這個角度已經不足以維持通信 , 要想知道原因 , 那么必須來了解下太陽無線電發射源的發現過程 。
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太陽居然是一個強大的干擾源
1942年2月底 , 英國一個雷達站的值班工程師發現了一個神秘的現象 , 當雷達天線對著日落和升起的太陽時接收到了強大的干擾信號 , 百思不得其解的工程師一位是敵軍的干擾信號 , 但他后來意識到這個信號應該來自太陽 。
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這就是全頻段阻塞干擾的來源 , 其實在地面上通信避開太陽并不難 , 換個角度或者換個時間即可 , 早期躲避紅外或者雷達制導的導彈時可以用朝著太陽飛 , 然后導彈導引頭就亂了 , 當然后期的導彈可沒那么笨了 。
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而且太陽并非只是“本體”發射無線電波 , 還有科學家到現在都搞不清楚加熱機制、溫度高達百萬度的日冕層發射無線電波 , 這個“黑體輻射”發射的真是全頻段信號 , 從電磁波段開始一直到紫外波段 。
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日凌干擾時間會有多久?
但地球與火星之間橫亙著一個太陽 , 無法避免 , 所以只能另選時間!因為過陣子火星距角慢慢大了就行 , 而且由于日冕層比太陽要大很多 , 還會隨著太陽活動“漲落” , 因此距角在小于2度時基本通信就比較難維持了 , 這個時間是10月2日開始 , 到10月14日左右恢復 , 大約半個月左右時間 。
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這就是所謂的日凌干擾 , 沒有國家能避免這個現象 , 因為到現在為止大家用的還是無線電通信 , 這個太陽本身的干擾就是無線電波 , 只有壓到太陽強度的無線電波出現才能保證聯系 , 但這一點應該會非常難 , 比如激光通信也在太陽的魔掌之下 , 人類基本上就沒轍了!
日凌干擾期間 , 探測器們干啥?
2019年9月份日凌期間 , 盡管好奇號火星探測車具有很強的自主任務能力 , 但仍然暫停行駛 , 攝像機也暫停拍攝畫面 , 洞察號的機械臂也暫時不移動 , 但探測器的科學研究工作仍將繼續 。
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因此相信我國的祝融號火星車應該也會類似的操作 , 不過一些被動信號探測的設備仍將持續 , 而在軌道上飛行的天問一號探測器與各國航天局發射的探測器等 , 相信應該會繼續工作 , 而探測數據則將留存以待通信恢復發送回地球 。
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地球凌日怎么辦?
估計細心的朋友一定是想到了 , 火星也能看到地球凌日 , 此時地球接收火星信號沒問題 , 但火星接收地球信號存在嚴重問題 , 不過這個倒是無需太過擔心 , 因為地球從日面上經過的時間不長!
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但這些國家都很難像NASA的DSN那么完整 , 而中國正在極力趕上完備的深空測控網絡 , 地月系中國已經可以用天鏈衛星搞定 , 但火星測控天鏈還是有些勉為其難 , 一般還是需要地面的深空測控站 , 比如南美阿根廷的內烏肯測控站和非洲肯尼亞的“馬林迪”測控站與納米比亞深空測控站 。
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【天問一號”已經失聯究竟發生了什么 通信被全頻段阻塞干擾】所以像印度以及阿聯酋這些衛星的測控可以與NASA或者ESA合作 , 而我國的全球測控則需要大部分自行建設 , 部分則與ESA合作 , NASA的網絡就不要想了 。

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