信号遭到破坏!祝融号已与地球"失联" 究竟发生了什么?
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信号遭到破坏!祝融号已与地球"失联" 究竟发生了什么?

2021年09月15日 16:07:46
来源:科普中国网

本文专家:刘艳,中国科学院空间应用工程与技术中心

不知大家是否还记得,8月17日“祝融号”火星车向大家报告的好消息:“祝融号”在火星表面共运行了90个火星日(约92个地球日),圆满完成既定巡视探测任务!

信号遭到破坏!祝融号已与地球"失联" 究竟发生了什么?

然而在刚刚庆祝完登陆火星一百天不久,一则它将与地球失联的消息出现,让不少小伙伴紧张了起来。

的确,从9月13日开始,环绕器和火星车或将正式进入日凌期,进入了为期一个月的“假期”,在此期间,它们将与地球失联!

信号遭到破坏!祝融号已与地球"失联" 究竟发生了什么?

“祝融号”出故障了吗?日凌期是什么?为什么会出现这样的情况?什么时候能取得联系?别担心,今天来解答大家的疑惑。

01 什么是日凌期?

这期间祝融号为何会失联?

出现日凌现象时,火星、地球将会运行到太阳的两侧,三者几乎处于一条直线。这时候,太阳以其拥有1.392*106公里直径巨大身躯挡在火星与地球中间,阻挡和干扰了地球与火星的通信往来。地球和火星处在一种互不可见的状态。

作者供图

作者供图

即使火星还没有完全进入太阳背面,即火日地距角小于2°时(距角即地球上观察时,行星和太阳之间分离的角度),太阳剧烈活动产生强大电磁辐射,对地球-火星通讯信号造成强烈干扰,通讯质量变差,信号失真出错,可以理解成地球-火星通讯信号遭到了太阳的“欺凌”和破坏。

此过程就好像两个朋友之间聊天时,有大嗓门的捣乱者在两人之间大喊大叫,导致两个朋友都听不见对方的声音。

类似这样的情况在人造地球卫星上也会发生,例如每年春分、秋分前后,世界各地时常会出现电视转播信号不稳定、电视画面出现“雪花”的现象也是由此导致的。

02 进入日凌期的祝融号都会干什么?

待办事项简化

在日凌期间,所有火星探测器的“待办事项”清单会比平时简单得多。期间,地球不会给火星探测器发送新的指令,因为太阳带电粒子的影响,不知道哪些信息可能会丢失,而丢失的信息会危害探测器。因此,在日凌前,工程师会发送一系列长期的指令,然后开始耐心等待。

来源:新华社微博

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火星车停止运动

为了规避通信和健康状态确认等风险,火星车将停止行驶,除此之外,祝融号也将经历风沙期,这是对它自我保护能力的考验,需要找到合适的避险地才能躲过秒速180米的石块、沙尘攻击,等到风暴期结束再重新唤醒。

数据中继暂停

进入日凌后,环绕器和祝融号火星车将暂停所有的科学活动,进入安全模式,依靠自主控制,维持自身能量获取和温度控制,以确保在日凌结束后能迅速被唤醒。日凌期环绕器上下行通信链路都处于工作状态,但只下行数据,不再上传指令。

在这期间,也并不是一点信号没有,航天飞控专家表示当火星-太阳-地球三者完全在一条直线上时可能没有信号,但稍有错开后,可能会有断断续续的信号,地面专家仍然可以从这种非连续信号中对环绕器和巡视器的状态进行监测。

来源:新华社微博

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就像父母把孩子培养长大懂事,让孩子和朋友一起去参加一个短期旅行一样,他们已经尽了一切努力确保孩子的健康和安全。

工程师们已经熟练地掌握了让探测器自主运行的技术。在火星日凌之前,任务小组也已发出必要的命令。

03 日凌期过去后如何跟祝融号取得联系?

度过日凌期后,天问一号轨道器将把收集到的数据传送到我们的深空测控网(包括佳木斯、喀什、阿根廷三个测控站),地球深空站将花一段时间下载这些信息。工程师确认各种状态后,祝融号就能“复工复产”。

04 祝融号目前取得哪些进展了?

后续还有什么计划?

截至8月15日,“祝融号”光荣着陆火星,已经整整行驶了92个地球日,共获取了约10GB的科学数据。可以说“祝融号”使命光荣,成果丰硕,圆满完成既定巡视探测任务,将继续实施拓展任务。当前火星车状态良好、能源充足,将继续它的探索之旅。

来源:新华社微博

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在巡视探测期间,祝融号火星车堪称劳模,完全没有休息日,按照“七日一周期,一日一规划,每日有探测”的高效探测模式运行。这次日凌反倒是极好的休息时间。

信号遭到破坏!祝融号已与地球"失联" 究竟发生了什么?

按照科学家的规划,“祝融号”接下来将继续向南行驶。它一边南下向着海拔高度不断抬升的古海陆交界方向行驶,一边探测沿路的石块、沙丘,还要考察撞击坑、沟槽、疑似泥火山等特殊地形,从而获取沿途的火星地形地貌、气象、磁场环境情况,以及浅表层可能的水冰数据。

日凌结束后,我们的环绕器将调整轨道进行火星全球遥感探测,同时兼做“祝融号”拓展探测任务的中继通信工作。

祝融号,好好放个假吧,让我们一起等待重逢的那天