信號遭到破壞!祝融號已與地球"失聯"!究竟發生了什麼?

2021年09月16日09:00

  來源: 科普中國

  本文專家:劉豔,中國科學院空間應用工程與技術中心

  不知大家是否還記得,8月17日“祝融號”火星車向大家報告的好消息:“祝融號”在火星表面共運行了90個火星日(約92個地球日),圓滿完成既定巡視探測任務!

  然而在剛剛慶祝完登陸火星一百天不久,一則它將與地球失聯的消息出現,讓不少小夥伴緊張了起來。

  的確,從9月13日開始,環繞器和火星車或將正式進入日淩期,進入了為期一個月的“假期”,在此期間,它們將與地球失聯!

  “祝融號”出故障了嗎?日淩期是什麼?為什麼會出現這樣的情況?什麼時候能取得聯繫?別擔心,今天來解答大家的疑惑。

  什麼是日淩期?

  這期間祝融號為何會失聯?

  出現日淩現象時,火星、地球將會運行到太陽的兩側,三者幾乎處於一條直線。這時候,太陽以其擁有1.392*106公里直徑巨大身軀阻擋在火星與地球中間,阻擋和干擾了地球與火星的通信往來。地球和火星處在一種互不可見的狀態。

  作者供圖

  即使火星還沒有完全進入太陽背面,即火日地距角小於2°時(距角即地球上觀察時,行星和太陽之間分離的角度),太陽劇烈活動產生強大電磁輻射,對地球-火星通訊信號造成強烈干擾,通訊質量變差,信號失真出錯,可以理解成地球-火星通訊信號遭到了太陽的“欺淩”和破壞。

  此過程就好像兩個朋友之間聊天時,有大嗓門的搗亂者在兩人之間大喊大叫,導致兩個朋友都聽不見對方的聲音。

  類似這樣的情況在人造地球衛星上也會發生,例如每年春分、秋分前後,世界各地時常會出現電視轉播信號不穩定、電視畫面出現“雪花”的現象也是由此導致的。

  進入日淩期的祝融號都會幹什麼?

  待辦事項簡化

  在日淩期間,所有火星探測器的“待辦事項”清單會比平時簡單得多。期間,地球不會給火星探測器發送新的指令,因為太陽帶電粒子的影響,不知道哪些信息可能會丟失,而丟失的信息會危害探測器。因此,在日淩前,工程師會發送一系列長期的指令,然後開始耐心等待。

  來源:新華社微博

  火星車停止運動

  為了規避通信和健康狀態確認等風險,火星車將停止行駛,除此之外,祝融號也將經曆風沙期,這是對它自我保護能力的考驗,需要找到合適的避險地才能躲過秒速180米的石塊、沙塵攻擊,等到風暴期結束再重新喚醒。

  數據中繼暫停

  進入日淩後,環繞器和祝融號火星車將暫停所有的科學活動,進入安全模式,依靠自主控制,維持自身能量獲取和溫度控制,以確保在日淩結束後能迅速被喚醒。日淩期環繞器上下行通信鏈路都處於工作狀態,但只下行數據,不再上傳指令。

  在這期間,也並不是一點信號沒有,航天飛控專家表示當火星-太陽-地球三者完全在一條直線上時可能沒有信號,但稍有錯開後,可能會有斷斷續續的信號,地面專家仍然可以從這種非連續信號中對環繞器和巡視器的狀態進行監測。

  來源:新華社微博

  就像父母把孩子培養長大懂事,讓孩子和朋友一起去參加一個短期旅行一樣,他們已經盡了一切努力確保孩子的健康和安全。

  工程師們已經熟練地掌握了讓探測器自主運行的技術。在火星日淩之前,任務小組也已發出必要的命令。

  日淩期過去後如何跟祝融號取得聯繫?

  度過日淩期後,天問一號軌道器將把收集到的數據傳送到我們的深空測控網(包括佳木斯、喀什、阿根廷三個測控站),地球深空站將花一段時間下載這些信息。工程師確認各種狀態後,祝融號就能“復工復產”。

  祝融號目前取得哪些進展了?

  後續還有什麼計劃?

  截至8月15日,“祝融號”光榮著陸火星,已經整整行駛了92個地球日,共獲取了約10GB的科學數據。可以說“祝融號”使命光榮,成果豐碩,圓滿完成既定巡視探測任務,將繼續實施拓展任務。當前火星車狀態良好、能源充足,將繼續它的探索之旅。

  來源:新華社微博

  在巡視探測期間,祝融號火星車堪稱勞模,完全沒有休息日,按照“七日一週期,一日一規劃,每日有探測”的高效探測模式運行。這次日淩反倒是極好的休息時間。

  按照科學家的規劃,“祝融號”接下來將繼續向南行駛。它一邊南下向著海拔高度不斷抬升的古海陸交界方向行駛,一邊探測沿路的石塊、沙丘,還要考察撞擊坑、溝槽、疑似泥火山等特殊地形,從而獲取沿途的火星地形地貌、氣象、磁場環境情況,以及淺表層可能的水冰數據。

  日淩結束後,我們的環繞器將調整軌道進行火星全球遙感探測,同時兼做“祝融號”拓展探測任務的中繼通信工作。

  祝融號,好好放個假吧,讓我們一起等待重逢的那天

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