科学|原来天问一号火星探测器是这么与地球通信联系的?

今年 , 将有三国发射火星探测器 , 先前20号阿联酋“希望”号火星探测器发射成功之后 , 一下子点燃了火星探索的热潮 。咱们中国的天问一号今天也顺利地发射成功啦!祝贺 , 祝贺!!!
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天问一号的成功发射 , 少不了工程师们艰苦的技术攻关研究 , 深空探索设计的科学技术太多了 , 像天体引力学 , 火箭发射技术 , 航天器通信技术等等 。就拿航天器通信技术来说 , 天问一号的火星之旅的可靠通信就非常的重要 , 那么天问一号探测器到达火星之后 , 如何与地球联系呢?
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显然地火之间的通信 , 只能依靠微波通信、激光通信这类无线通信方式 。通信模式包括点对点直接对地通信和中继通信两种模式 , 像阿波罗登月就采用点对点的通信模式 , 但月球相对火星 , 显然离地球要近得多 , 更容易实现点对点通信 , 并且月球始终是只有一面对着地球 。
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但对于像地球一样都会自转的火星(火星自转24小时39分35.244秒 , 地球23时56分4秒) , 采用点对点的通信就很难实现了 , 它必须通过中继通信的模式进行通信 。所以天问一号搭载了着陆器、轨道器、和巡视器三种探测设备 。着陆器搭载有减速动力系统 , 巡视器则是在火星上面行走的火星车 , 而轨道器则充当巡视器与地球信号联系的中继站 。
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那么地球上面又是怎么接收火星轨道器上发送过来的信号呢 。根据报道的信息 , 地球上是安装了巨型的接收天线 。但问题又来了 , 地球也是会自转的 , 一天之内也会有背对火星的时候 , 如何保证全天候地接收到火星轨道器发送过来的信号呢?
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那就是在地球的不同地方都设立信号接收站 。要实现地球360度探测天问一号的状态 , 至少应在地球相隔120度的经度上设置观测站 , 所以本次中国的火星探测之旅设置了喀什深空站(东经73°~79°)、佳木斯深空站(东经130°左右) , 还与欧空局、法国、奥地利、阿根廷等国家和组织进行合作开展深空探测研究 , 通过天线阵列从不同的地方与火星轨道器进行通信 。
【科学|原来天问一号火星探测器是这么与地球通信联系的?】另外 , 中国的天基测控系统 , 使用天链一号02星及天链二号01星系统辅助进行观测与通信 。这就更加可靠的保障通信的可靠性 。地火之间的通信延时是相当长的 , 地月单项通信需要1.3妙 , 但是对于地火通信来说 , 单项通信需要23分钟 , 这通信的质量也是很难保障啊 , 天问一号的升空 , 足见中国航天工程师是多么不容易 。


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