火星探测70米天线整体吊装成功，建成后亚洲最大
【环球时报-环球网报道采访人员邓孝慈】《环球时报》采访人员26日从中国科学院国家天文台了解到 ， 为实现我国首次火星探测工程来自4亿公里距离之遥的微弱信号的数据接收 ， 中国科学院国家天文台在天津武清站新建了70米天线（GRAS-4）高性能接收系统 。
4月25日 ， 70米天线在天津武清成功进行了反射体的整体吊装 。 该项目建成后将成为亚洲最大的单口径全可动天线 ， 是完成火星探测器科学数据接收任务的关键设备 。 预计到2020年10月 ， 70米大天线能完全具备火星探测的数据接收能力 。
GRAS-4天线为轮轨式全可动卡塞格伦天线 ， 工作频段为S、X和Ku 。 该天线采用了主副反射面修正赋型技术和多频段组合设计技术 ， 在提高天线效率的同时降低了旁瓣电平 ， 减少了系统噪声 ， 提高了抗干扰能力 。 GRAS-4天线于2018年10月开工建设 ， 计划于2020年竣工验收 。 总重约2700吨 ， 主反射面直径70米 ， 由16圈共1328块高精度的实面板组成 。
与探月任务不同的是 ， 在首次火星探测任务中 ， 数据接收模式由单天线接收改为多天线组阵模式 ， 即GRAS-4天线将与北京密云站GRAS-1（50米口径）和GRAS-3（40米口径）、云南昆明站GRAS-2（40米口径）等天线联合观测 ， 以达到最大的接收性能指标 ， 从而提高星地链路传输码速率 ， 为我国获得更多的科学数据和更有显示度的科学成果提供坚实基础 。
在刚刚过去的第五个“中国航天日”（4月24日）上 ， 备受关注的中国行星探测任务被命名为“天问（Tianwen）系列” ， 首次火星探测任务被命名为“天问一号” 。
根据计划 ， 2020年我国将实施首次火星探测任务 ， 目标是通过一次发射任务 ， 实现火星环绕和着陆巡视 ， 开展火星全球性和综合性探测 ， 并对火星表面重点地区进行巡视勘查 。 
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图1 GRAS-4天线安装现状
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图2 GRAS-4天线建成后的效果图
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图3 GRAS-4天线与火星探测器数传通信示意图
火星探测数据的接收和此前探月数据的接收相比 ， 难在哪？为什么要建这个70米的大天线？
李春来 ， 中科院国家天文台副台长 ， 中国首次火星探测工程副总设计师兼地面应用系统总指挥,26日告诉《环球时报》：“月球与地球的距离约为36～40万千米 ， 而火星距离地球为5600万～4亿千米 ， 地火最远距离约为地月距离的1000倍 。 发射信号的衰减与距离的平方成正比 ， 相同发射功率的信号到达地球将非常微弱 ， 而增大地面接收天线的口径 ， 也就是接收面积 ， 是提高信号信噪比的基本途径 。 ”
“火星探测对数据接收任务来说是一项严峻的挑战 ， 从火星来的信号衰减非常厉害 ， 信号非常弱 ， 没有这个大口径的天线 ， 就不能完成数据接收的任务 。 我们在最远的时候 ， 很可能还得加上密云的50米天线和40米天线 ， 以及昆明的40米天线 ， 四个天线同时接收数据 ， 然后进行信号合成 ， 才能完成火星探测数据的接收任务 。 ”
李台长还向我们介绍道：“整体吊装完成意味着天线主题结构的基本完成 。 但吊装完成后还有大量的工作需要做 ， 后续将进一步完成外围6圈剩余面板的铺设 ， 以及伺服系统、馈源网络和制冷接收机等设备的安装；还要进行一定时间的系统调试、校准和试运行 ， 才能具备执行任务的能力 。 预计到2020年10月 ， 70米大天线能完全具备火星探测的数据接收能力 。 ”
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