今年,將有三國發射火星探測器,先前20號阿聯「希望」號火星探測器發射成功之後,一下子點燃了火星探索的熱潮。咱們中國的天問一號今天也順利地發射成功啦!祝賀,祝賀!!!
天問一號的成功發射,少不了工程師們艱苦的技術攻關研究,深空探索設計的科學技術太多了,像天體引力學,火箭發射技術,太空飛行器通信技術等等。就拿太空飛行器通信技術來說,天問一號的火星之旅的可靠通信就非常的重要,那麼天問一號探測器到達火星之後,如何與地球聯繫呢?
顯然地火之間的通信,只能依靠微波通信、雷射通信這類無線通信方式。通信模式包括點對點直接對地通信和中繼通信兩種模式,像阿波羅登月就採用點對點的通信模式,但月球相對火星,顯然離地球要近得多,更容易實現點對點通信,並且月球始終是只有一面對著地球。
但對於像地球一樣都會自轉的火星(火星自轉24小時39分35.244秒,地球23時56分4秒),採用點對點的通信就很難實現了,它必須通過中繼通信的模式進行通信。所以天問一號搭載了著陸器、軌道器、和巡視器三種探測設備。著陸器搭載有減速動力系統,巡視器則是在火星上面行走的火星車,而軌道器則充當巡視器與地球信號聯繫的中繼站。
那麼地球上面又是怎麼接收火星軌道器上發送過來的信號呢。根據報導的信息,地球上是安裝了巨型的接收天線。但問題又來了,地球也是會自轉的,一天之內也會有背對火星的時候,如何保證全天候地接收到火星軌道器發送過來的信號呢?
那就是在地球的不同地方都設立信號接收站。要實現地球360度探測天問一號的狀態,至少應在地球相隔120度的經度上設置觀測站,所以本次中國的火星探測之旅設置了喀什深空站(東經73°~79°)、佳木斯深空站(東經130°左右),還與歐空局、法國、奧地利、阿根廷等國家和組織進行合作開展深空探測研究,通過天線陣列從不同的地方與火星軌道器進行通信。
另外,中國的天基測控系統,使用天鏈一號02星及天鏈二號01星系統輔助進行觀測與通信。這就更加可靠的保障通信的可靠性。地火之間的通信延時是相當長的,地月單項通信需要1.3妙,但是對於地火通信來說,單項通信需要23分鐘,這通信的質量也是很難保障啊,天問一號的升空,足見中國航天工程師是多麼不容易。