2021年5月15日,天问一号着陆巡视器成功着陆火星,随后祝融号火星车与地球上的飞控中心建立了通信联系。在它们登陆火星4天之后,最令人期待的火星照片,终于传回了地球。
天问一号着陆器降落在火星乌托邦平原南部预选着陆区,从照片中可以看出地势平坦,视野开阔,祝融号上的天线和太阳能电池板都已经正常展开。传出的照片中我们可以看出,着陆器的坡道已经正常展开,大约在22号左右,祝融号就会沿着坡道机构行驶到火星表面上,开展它的火星漫游之旅。
历时4天,祝融号终于把火星表面的照片传回了地球。而与他同一时期登录火星的毅力号火星车,比他早3个月登陆,花了不到20分钟,就把照片传回了地球。为什么同时代表两国最高水平的科研成果,照片传输时间就相差了这么多呢?
第一,如此高难度的事情一次就完成,就算是美国也做不到。NASA1971年第一次成功发射探测器绕火星运行,但直到26年后才实现了火星车软着陆。中国一次完成“绕、落、巡”三大任务,已经是非常了不起了。
第二,火星的自传也是影响直接通信时间的一个重要因素。祝融号每天能和地球直接沟通的时间,短到还不到30分钟。所以想要传回地球表面的图片,靠直接通信明显是不现实的。
于是祝融号选择了通过在火星轨道上飞行的环绕器进行中继,借助超高频先把图像数据传输给环绕器,再通过环绕器把图像传回了地球。它和环绕器之间的通信速率可比直接通信快多了,传输速率达到了38kbps。但由于我们这是第一次探测火星,所以目前就只有一个环绕器在绕着火星飞行。祝融号也不是时刻都能向环绕器传输数据,它还需要等到环绕器飞到合适的位置才可以。
目前,环绕器的近火点是265公里,远火点是1.5万公里,绕行火星一圈需要8.2个小时。在火星,一天有24.6个小时。所以它每个火星日可以绕火星转3圈。在近火弧段,器间通信时间只有大概10分钟。而在远火弧段,器间之间的通信时间可达25分钟。不过每三个火星日才能够进行一次在远火弧段的通信。
火星与地球的距离大概为3.23亿公里,收到祝融号上传的图像数据之后,轨道器将图像数据传回地球的时间大约为18分钟。在接收到从火星传输回来的图像数据之后,相关的科研人员还要对图像进行专业处理,才会最终呈现在大家的面前。
第三,不少人会对美国的毅力号火星车只花了不到20分钟的时间就可以把图像传回地球,而中国需要花4天的时间这件事感到不解,美国为什么可以如此快速呢?因为NASA目前在火星轨道上有3个火星探测器,它们绕着火星飞行多年,给好奇号、机遇号等火星车都进行过信号中继,对于传输数据的工作早已驾轻就熟。所以在毅力号登录火星几分钟之后,它就可以把图像数据传输回地球。
首次探测火星就能取得如此卓越的成就,中国在火星探测方面迈出了巨大而又坚实的一步,这已经是非常了不起的事情了。接下来,就让我们期待一下祝融号在火星上会给我们带来怎样的惊喜吧~