火星与地球的距离,不再是阻碍了!天问一号证实部分障碍已被扫除
导读:如今天问一号经过七个月的飞行 , 终于到达火星 , 已经进入火星停泊轨道 , 下一步就是最为激动人心的着陆环节了 , 那么我们不禁要问:火星距离地球这么远 , 两地之间的信号是怎么传送的?信号衰竭怎么办?
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火星与地球之间的距离在不断变化 , 最近时仅为5500公里 , 最远时达到了4亿公里 , 地球和火星之间要传送信号 , 只能通过电磁波的方式进行 。 由于地球和火星之间的距离遥远 , 电磁波传送信号就面临两个问题:延迟和衰减 , 以两地最近距离计算 , 电磁波的传播速度等于光速 , 每秒钟30万公里 , 要传播5500万公里 , 需要183.3秒钟 。
【火星与地球的距离,不再是阻碍了!天问一号证实部分障碍已被扫除】如果天文一号发送一条求救信号传送给地球 , 等地球指令传送过去就需要至少六分钟 , 如果以4亿公里计算 , 单程信号的传送时间就达到22.2分钟 , 往复一次 , 就需要44.4分钟 。
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如果每次遇到问题 , 探测器都需要请示地球的话 , 那样会延误时期 , 我们有句古话叫做“将在外 , 军令有所不受” , 所以探测器自身必须具备很强的解决问题的能力 。 事实上发生信号衰减也是必然的 , 我们将探测器发射信号的装置看作一个点发射的信号 , 随着距离增加 , 会导致覆盖面积更大 , 但是信号的强度会减弱 。
为了捕捉来自遥远火星的信号 , 就需要建立巨型天线 , 一般来说巨型天线分为直径30米 , 40米以及50米 , 除此之外 , 我们还研制了亚洲最大单口径的天线 , 直径达到了70米 , 而如此庞大的天线 , 所能接收的信号范围超过了4亿公里 , 为天问一号与地球的通讯提供了技术支持 。
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值得一说的是 , 我们研制的巨型天线采用双曲面反射技术 , 也就是说信号先经过反射集中到上部的局面上 , 再经过一次反射集中 , 两次反射之后 , 更容易识别和处理分析 。
除了大口径天线 , 信号想要从火星传送到地球 , 还需要中继站的帮助 。 由于火星和地球都在自转 , 无法保证天问一号和地球时刻都能面对面 , 因此 , 火星探测器先将信号传送给中继站 , 中继站再传送到地球 , 在地球上也需要每隔120度设置接收站 。 林林总总 , 探索火星是一个复杂且漫长的工程 , 相信随着科技的发展 , 我们总有一天可以彻底征服火星 。
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