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中国从火星发图回来,为什么比美国慢?

原标题:中国从火星发图回来,为什么比美国慢?

中国国家航天局15日宣布天问一号火星探测器的着陆巡视器成功在火星表面软着陆后,并没有像不久前在火星着陆的美国“毅力”号火星车那样,在短时间内发回火星照片。有外媒曾以此怀疑天问一号成功着陆的消息“无图无真相”。19日,祝融号火星车拍摄的火星表面照片正式发布。不过依然有很多人感到好奇:为什么中国火星车着陆4天后才发回照片呢?

据老司机了解,这就要从当前星际通讯的原理说起了。

当前行星际的数据传输主要依靠无线电信号,而信号传输功率的衰减与传输距离的平方成正比。也就是说,距离越远,信号越微弱,有效传输数据的速率就越低。当前火星与地球之间的距离约3亿公里,其传输速率可想而知。

具体有多慢呢?美国航空航天局(NASA)介绍称,从火星直接向地球发送数据,传输速率约为500bps到32Kbps,最快情况下也仅相当于拨号上网时代传输速率(56Kbps)的一半。何况火星存在自转现象,一旦火星车转到远离地球的另一面,这种传输还会被长时间打断。

怎么才能从“拨号上网”进化到“宽带”呢?

为解决这个问题,目前中国与美国都选择在火星轨道建立中继通信的方法。NASA目前有“火星勘测轨道飞行器”“火星大气与挥发演化”探测器和“火星奥德赛”号三个探测器绕火星飞行,它们都可以提供中继通信服务。

据称,从火星向“火星奥德赛”号传输数据的速率为256Kbps,而“火星勘测轨道飞行器”更是高达2Mbps,每当探测器经过火星车上空时,可以在8分钟的窗口期里接收最大250M的数据,然后再用几小时将数据传回地球。如果直接从火星向地球传输这些数据,即便不被打断也至少需要20小时。正是依靠NASA此前在火星上的预先布局,“毅力”号火星车才能在着陆成功后不久就发回火星照片。

作为第一次抵达火星轨道的中国探测器,天问一号显然就没有这么好的待遇了。

根据国家航天局的通报信息,“当火星车于15日成功着陆后,已建立了对地通信”。但如前所说,这种直接对地通信的数据传输速度极慢,只能向科研人员提供火星车的基本情况,无法传回照片或视频等体量庞大的数据,这时就需要在火星轨道运行的环绕器担负起中继通信的重任。

然而环绕器也要花费时间才能调整到合适轨道执行中继通信任务。老司机梳理了几个时间点:

15日之前,天问一号的环绕器与着陆巡视器运行在周期为49.2小时(约2个火星日)的停泊轨道上。

15日开始降落程序时,环绕器首先进行降轨机动,将着陆巡视器送到高度合适的位置并完成两器分离。

当着陆巡视器开始火星表面降落时,环绕器重新返回近火点高度280公里、远火点高度57000公里的停泊轨道。

17日8时,当环绕器到达停泊轨道近火点时进行近火制动,进入周期为8.2小时中继通信轨道。这意味着每隔8小时,它就能接收火星车的数据。由此环绕器才能承担地球和火星之间的“信使”,进行“地火传书”。

国家航天局通报,两器于17日建立器间通信链路,第一次通过环绕器传回火星车遥测数据。

考虑到大量图片和视频数据的传输、处理也需要时间,祝融号火星车拍摄的火星表面照片于19日正式发布,完美。

来源:枢密院十号

责任编辑:武晓东 SN241

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