祝融号即将失联,同时NASA火星探测器也将失联,究竟因何原因?

这几天一个问题正在悄悄地发酵,它迟早都会来,但它总在大家意犹未尽的时候到来,天问一号即将失联一个月,而这个难题,暂时还无解!

日凌干扰:天问一号中断和地球的联系

说起来大家都应该理解为何会中断联系,因为地球和火星基本都在黄道面上绕着

火星的半长轴约为1.524AU,当然地球的半长轴为1AU(日地平均距离),火星公转一周需要686.98地球日,约为1.88地球年,而地球则是365天,也就是一年,也就是说火星和地球在围绕太阳公转的时候,两者并不同步。

因此总有一天会出现火星和地球分别位于太阳两端的情况,当然不需要遮住,因为太阳这个超级等离子体大球,能全波段发射无线电信号,也就是所谓的“全频道阻塞干扰”,因此在探测器距角和太阳过近时就会因为强大的无线电干扰而产生过高的误码率,因此在距角太接近时一般就会放弃通信,避免“双方误解”。

一般太阳和火星的距角小于2°时就会发生这种尴尬的情况,火星探测器和地球通信之间的品质下降,基本就没法使用了,那么从何时开始呢?

2021年10月2日19:19分以后,距角开始小于,当然大家都知道,此时的中国已经进入了黑夜,也看不到火星和太阳,不过我国在阿根廷的深空测控站即将迎来日出,但很可惜,此时即使可能看到火星,也无法通信了,因为这个2°的距角实在太小了。

距角最小

2021年10月14日早上7点20左右,火星逐渐远离,与太阳的距角开始增大超过2°,将继续恢复通信。

为什么有媒体称会在9月份左右就中断呢?这是因为太阳还会有剧烈的日冕层活动,电力气体以及它产生的电磁波信号比平静时期要强得多,所以前后大致差不多有一个月时间通信都不太正常,但真正彻底不通的时间大约会持续半个月左右。

有没有一种不会因为日凌中断的通信方式?

就像现在的无线电通信技术而言,它有很多缺点,比如火星和地球之间的距离从最近的5000万千米左右到4亿千米不等,因此无线电跨越这个距离大约需要2.7分钟到22.2分钟不等,来回的话需要5分多钟到40多分钟,所以未来火星殖民很难想象两边的通话需要5分钟到半个多小时才能有回应。

但这是没有办法的事情,因为就现在而言没有什么通讯方式能超越无线电,当然光速也已经是极限,30万千米/秒是人类能找到的最快的速度。

而且无线电的另一个缺陷就是直线传播,小尺度上能产生一些绕射,但大尺度就是按直线传播处理,中间的超大太阳这个无线电超级干扰源,还会引起全频段阻塞干扰,所以通信中断就成了必然。

有人称量子通信可以解决这个问题,确实从理论上来看,量子纠缠通信能解决,但事实上量子纠缠无法用来通信,暂时而言只能加密,或者说是秘钥,数据通信走的依然是传统的无线电信道或者激光通信。

假如在未来能在火星和地球之间建立起强大的激光通信基站,这种方式视角极窄,发散率比较小,但要想在4亿千米内做到不受太阳干扰,仍然会很困难,但它要比无线电通信抗干扰能力强得多,只是在如此大范围内能实现不?毕竟横跨4亿千米的通信,这个难度不知道有多大了。

失联的一个月内:祝融号火星车打算干嘛?

祝融号火星车具有比较强的自主性,但有一个问题必须要提醒的是,在祝融号火星探测车的任务中,人工参与是一个非常重要的环节,它可以自主行动,也可以自主研究,但一旦遭遇问题就可能需要人在回路中控制,因此对于这失联的一个月,为保险起见,它最好躺平,也就是啥都不干?

NASA的火星探测车是怎么度过的呢?

2019年9月份火星合日期间,尽管好奇号火星探测车具有很强的自主任务能力,但仍然暂停行驶,摄像机也暂停拍摄画面,洞察号的机械臂也暂时不移动,但探测器的科学研究工作仍将继续。

而在此次“失联”中,NASA的火星探测器也未能“幸免”,所有在轨和在火星表面的探测器都将纷纷失联,不过没关系,半个多月后就会重新恢复联系。

我们可以了解的是要动的工作都暂停,而不动即可完成的任务仍然可以继续,另外它和在轨的探测器之间的无线电通信也不会停止,两者之间还是会交互通信,毕竟这和火星合日没啥关系。只会影响地球和火星之间的通信。

祝融号携带了导航与地形相机、火星车次表层探测雷达、火星表面磁场探测仪、火星气象测量仪、火星表面成分探测仪、多光谱相机等共六台科学载荷,所以它能干的事情还很多,在轨的天问一号轨道器也将于祝融号保持通信。

希望祝融号一切顺利,度过第一次合日难关。

来源:星辰大海路上的种花家

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