中美探测器失联,祝融号进入沉睡,火星上正在发生什么

来自国家航天局的消息 , 中国首枚火星探测器祝融号 , 由于火星环境的变化 , 将切断与地球之间的联系 , 进入沉睡状态 。
与此同时 , 美国的毅力号火星车也停止了大部分探测任务 , 进入了待机自持状态 。
数亿公里之外的火星 , 究竟发生了什么情况 , 令中美两国的探测器都如此如临大敌?
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“日凌”现象
日凌现象一般用来描述人类发射的环绕地球人造卫星和地球、太阳处于一条直线上时 , 卫星返回的信号受到太阳发射出的强烈电磁波干扰 , 出现的信息失真事件 。
最近一次的日凌现象是2021年9月26日至10月16日 , 中国广播电视节目传输卫星进入日凌期 , 各地的广播电视均出现了不同程度上的雪花、噪音和马赛克现象 。
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对于这一次火星探测器失联情况 , 不少人希望用日凌现象进行简单的解释 , 实际上这是并不准确的 。
由于地球和火星运行轨道平面比较相近 , 所以会出现一个特定的时间点 , 使得火星太阳地球处在同一条直线上 。
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2021年10月2日太阳系实况
太阳庞大的体积从物理上隔断了火星探测器与地球之间的联系 , 并且其作为太阳系内最强的信号源对于探测器的返回信号有着巨大的干扰作用 。
虽然与地球上的日凌现象受太阳影响的原理相同 , 但是火星探测器的失联现象主要受地球与火星之间相对位置的影响 , 而非如同地球上的日凌一样集中发生在春分及秋分日周围 。
在这说 , 火星通信主要依赖地面站接受 , 即使地球同步轨道卫星受到影响 , 也不至于把火星探测器停机了来应对 。
所以在这里使用太阳干扰进行解释 , 而不是“日凌”这种专有名词较为合适 。
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应对之策
在深空探测项目里 , 太阳对通信的影响一直是最主要的几个因素之一 。
2018年9月5日 , 太阳发生了M4.2级耀斑事件 。
当时北京处于向阳时间 , 紫外线与X光直接冲击这一地区 。
京津冀周围发生电离层扰动 , 在这几十分钟内 , 京津冀短波通信受到极大的干扰 , 几乎无法进行 。
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太阳耀斑现象
由于太阳本身蕴含的能量过于庞大 , 即使集中目前人类所有的能源进行远程通信也会被淹没在太阳海量的全波段干扰中 , 更别说探测器那一小块只有几平方米的太阳能板的能量了 。
所以各国针对这种情况的应对方式就是如同题目一样 , 停止大部分的科考活动 , 设备进入低消耗待机状态 , 等待太阳干扰时间的过去 。
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中美探测器失联,祝融号进入沉睡,火星上正在发生什么】其他解决方法
目前对于这种问题的主要解决方法有两种:1、探测器内置强人工智能;2、中继卫星方法 。
先说第1种方法 , 通过强化探测器的智能能力 , 使得探测器在与地球失去联系的过程中 , 依旧能够自主完成探测任务 , 并将探测数据储存在机载的储存器中登到通信重新连接 , 再一次性的将探测数据传回地球 。
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大概就是这种
这也是目前深空探测器的主要发展方向 , 随着人类探索 , 宇宙深度的逐渐增加 , 信号延迟和信号衰弱带来的通信问题愈发地不可避免 , 地表控制信号也愈发微弱 , 让探测器变得更加聪明就成了一条解决方案 。
但是即使是在地球上 , 超级计算机海量运算能力的加持之下强人工智能也依旧是进度缓慢 。
人类的大脑是地球上最为复杂的组织之一 , 希望通过程序去模拟人类的决策过程 , 在数十年之内看不到突破的希望 。
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美国的泰坦计算机
接下来就是第2种方法 , 中继卫星的方法 。
这是一种比较成熟的解决方案 , 在我国嫦娥4号探测月球背面时 , 月球本身也成了阻碍地球与嫦娥4号通信的一大障碍 。
我们通过发射鹊桥号中继卫星 , 绕过了月球本身搭建了一条略带折角的通信线路 , 成功解决了通信问题 。