科普:祝融号这几天到底忙什么,为什么传个图还这么慢

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2021-05-19 22:06

IT之家 5 月 19 日消息 国家航天局发布我国首次火星探测天问一号任务探测器着陆过程两器分离和落火影像。

在万千网友的欢呼声中,官方以“祝融号”火星车的身份向大家讲述了这几天来“我”的经历,并向网友科普了一下我国探火工程为什么这么久才公开影像的原因。

▲图 1 前避障相机图像(图中着陆平台、坡道可见)

▲图 2 导航相机图像(车体、定向天线可见)

众所周知,我们生存的地球与火星最远距离约为 4 亿公里,而我们目前最先进的通讯方式依然没能超过光速。无线电波的速度理想状态下最高也就是光速(299792458m/s),而实际上还需要考虑信号能量的衰减等因素。

IT之家了解到,电波在传递过程中会有一部分能量转化成热能或者被传输介质吸收,尤其是大家熟悉的 5G 更是损耗惊人。简单来说,这部分信号能量的衰减与传播距离的平方是成正比的,我们与火星太远了。

祝融号火星车配置了两种通信方式,一是直接与地球通信,二是通过天问一号环绕器中继,与地球通信。

看到这里各位小伙伴可能会好奇了,为什么能直接通信还需要中继呢?

那是因为我们的火星探测器目前距离地球约 3.2 亿公里,哪怕一直全功率传递数据,位于地球的航天中心也只能收到很少的数据,考虑到事有轻重缓急,我们只能选择让祝融先把最重要的信息传回来。例如 15 日平安着陆。

据介绍,祝融号在着陆后就拍摄了一些火星照片,但哪怕上图这种小照片也需要八个多小时,再加上火星自转,导致祝融号每天可用于直接通信的时间不到半个小时,因此只能在关键数据之外通过环绕器中继传输。

在这种情况下,当环绕器(绕火一圈 8.2 小时)17 日进入中继轨道时,祝融号与其建立了通信联系,在此期间祝融号也将其自身状态等重要数据传回地球,等到两者完成中继后再传图像。

值得一提的是,除照片外,祝融号后续还要和环绕器将配合不仅要拍下火星更多照片和视频,还要利用火星车的 6 台科学载荷对火星进行更加深入地探测,值得期待。

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