火星車如何打電話回家?

2020-08-16 光明網

在經歷了入軌、下降和著陸的"恐怖7分鐘"後,每個人都很關心:好奇號成功挺住了嗎?我們可能並不知道,至少不能馬上知道。

在下降穿過火星大氣的過程中,好奇號必須在每次形態變化時換用新的天線,每次換用時,我們都可能在短時間內失去對信號的鎖定。這不會傷害到火星車,只是意味著我們沒法立即知道發生的狀況。

即使有穩定的信號,直接連接到地球的通信鏈路也只在火星車下降的前半段有效。為什麼?像地球一樣,火星也在自轉,著陸期間,好奇號和它的著陸點會從視野中消失,就像太陽落山一樣。

看不到好奇號就等於沒有直接的無線電聯繫。

但是……NASA有兩個環繞火星的軌道飛行器可以提供幫助。

在好奇號下降的後半段,火星奧德賽號(Mars Odyssey)軌道器就能很好地接收火星車的信號,並將其發送回地球。為了最好地接收好奇號的信號,奧德賽號必須在它著陸前旋轉大約一個小時。

這聽起來很簡單,但是工程師實際上在要求奧德賽號執行一場它從未試過的演習。能行嗎?大概吧,但也不一定。

如果奧德賽號無法成功旋轉,不用怕!好奇號不會受到任何影響!再說一次,這隻意味著想要收到信號必須等待更長的時間。

奧德賽號或許可以按預期行事,但我們仍不能放鬆警惕!工程師們總會未雨綢繆,需要思考比如火星車降落在斜坡上了怎麼辦?如果真這樣,低空飛行的奧德賽號軌道器可能無法接收到信號。

即使奧德賽號一切按計劃進行,也還有一個最後的挑戰:就是時間。火星車在火星上可能降落得穩穩的,但奧德賽號必須迅速獲得信號。奧德賽號的運行速度很快,在它的視線範圍內從好奇號接收信號的時間只能持續幾分鐘,可能不超過5分鐘。

因此,火星勘測軌道飛行器(Mars Reconnaissance Orbiter)擔當著後援的角色,它也會飛過好奇號頭頂拍攝現場情況,然後將收集到的著陸數據存儲下來,並在幾個小時後傳回地球。然後,工程師必須對數據進行解碼,需要花費幾個小時的時間。

在好奇號任務團隊所在地半夜的某個時候,軌道飛行器可能會告訴我們火星車的「命運」。

又或者在其他情況下,火星車或許根本就十分安全,但我們可能會有3天的時間不能收到它的消息。

也就是說:好奇號的降落充滿了戲劇性,我們需要很有耐心。難怪他們稱之為「火箭科學」。

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