今年,將有三國發(fā)射火星探測器,先前20號阿聯(lián)酋“希望”號火星探測器發(fā)射成功之后,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(fā)射成功啦!祝賀,祝賀?。?!
天問一號的成功發(fā)射,少不了工程師們艱苦的技術(shù)攻關(guān)研究,深空探索設(shè)計的科學(xué)技術(shù)太多了,像天體引力學(xué),火箭發(fā)射技術(shù),航天器通信技術(shù)等等。就拿航天器通信技術(shù)來說,天問一號的火星之旅的可靠通信就非常的重要,那么天問一號探測器到達(dá)火星之后,如何與地球聯(lián)系呢?
顯然地火之間的通信,只能依靠微波通信、激光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,像阿波羅登月就采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(xiàn)點對點通信,并且月球始終是只有一面對著地球。
但對于像地球一樣都會自轉(zhuǎn)的火星(火星自轉(zhuǎn)24小時39分35.244秒,地球23時56分4秒),采用點對點的通信就很難實現(xiàn)了,它必須通過中繼通信的模式進(jìn)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(shè)備。著陸器搭載有減速動力系統(tǒng),巡視器則是在火星上面行走的火星車,而軌道器則充當(dāng)巡視器與地球信號聯(lián)系的中繼站。
那么地球上面又是怎么接收火星軌道器上發(fā)送過來的信號呢。根據(jù)報道的信息,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(zhuǎn)的,一天之內(nèi)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(fā)送過來的信號呢?
那就是在地球的不同地方都設(shè)立信號接收站。要實現(xiàn)地球360度探測天問一號的狀態(tài),至少應(yīng)在地球相隔120度的經(jīng)度上設(shè)置觀測站,所以本次中國的火星探測之旅設(shè)置了喀什深空站(東經(jīng)73°~79°)、佳木斯深空站(東經(jīng)130°左右),還與歐空局、法國、奧地利、阿根廷等國家和組織進(jìn)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(jìn)行通信。
另外,中國的天基測控系統(tǒng),使用天鏈一號02星及天鏈二號01星系統(tǒng)輔助進(jìn)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(dāng)長的,地月單項通信需要1.3妙,但是對于地火通信來說,單項通信需要23分鐘,這通信的質(zhì)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么不容易。