一个惊人的动静从中美航天节制中间传出,NASA的毅力号与中国的天问一号以及回禄号火星车均已经掉联!在节制中间的测控旌旗灯号显示屏上,只有一条毫无意义的噪声波形,所有测控频道都已经被高强度的噪声覆没,也就是说地球和火星之间的通信已经被全频道梗阻式干扰了!
事实发生了什么,为何火星上会呈现全频梗阻干扰?
全频梗阻干扰是什么鬼?我们知道无线电通信需要电磁波,两边之间通信需要商定一个频段,然后载波发送,然后接收方调整接收天线频段,接收后解调即可还原通信内容,为了包管通信正常进行,一般会商定多个频段,防止一个频段被干扰时那就调整到另一个频段。
当然也有传说中的跳频通信,只是频道是有限的,因为发送与接收天线的波段规模是有限的,是以分歧的通信体例会利用分歧的波段,而全频道梗阻式干扰就是在所有可能通信的通道上都是能让接收方旌旗灯号强度饱和的电磁波。
这种干扰体例很难,尽管存在理论可能性,但除了电磁脉冲弹或者核爆外,很难发生这种高强度的电磁波,而且还要在地火之间接近4亿千米的距离上,还那么持久!若是有,那必然是超等文明!
火星上到底有什么,能发出如斯高强度的电磁噪声?
良多伴侣第一个就想到了火星人发出了鼓噪的电磁波,使得地球和火星探测器之间的所有通信都间断,有人还脑补出了火星人正在地面上庆贺一年一度的狂欢节!不外一年一度却是真的,但火星人就免了,因为发出旌旗灯号干扰的不是火星,而是太阳!
地火之间的问题,关太阳什么事?
这就是个有趣的问题了,地球和火星都绕着太阳转,火星轨道与黄道面的夹角只有1.85°,几乎就在统一个平面,是以这火星和地球转着转着就有一阵子别离处在太阳的两头,就像下图:
此时的火星与地球通信时可能就会被太阳盖住,当然此次火星与太阳比来的距角仍然达到了38'08'',也就是0.7度不到一点,从理论上来看并没有什么问题,但事实上这个角度已经不足以维持通信,要想知道原因,那么必需来领会下太阳无线电发射源的发现过程。
太阳居然是一个壮大的干扰源
1942年2月底,英国一个雷达站的值班工程师发现了一个神秘的现象,当雷达天线对着日落和升起的太阳时接收到了壮大的干扰旌旗灯号,百思不得其解的工程师一位是敌军的干扰旌旗灯号,但他后来意识到这个旌旗灯号应该来自太阳。
这就是全频段梗阻干扰的来历,其其实地面上通信避开太阳并不难,换个角度或者换个时候即可,早期遁藏红外或者雷达制导的导弹时可以用朝着太阳飞,然后导弹扶引头就乱了,当然后期的导弹可没那么笨了。
并且太阳并非只是“本体”发射无线电波,还有科学家到此刻都搞不清晰加热机制、温度高达百万度的日冕层发射无线电波,这个“黑体辐射”发射的真是全频段旌旗灯号,从电磁波段起头一向到紫外波段。
日凌干扰时候会有多久?
但地球与火星之间绵亘着一个太阳,无法避免,所以只能另选时候!因为过阵子火星距角慢慢大了就行,并且因为日冕层比太阳要大良多,还会跟着太阳活动“涨落”,是以距角在小于2度时根基通信就比力难维持了,这个时候是10月2日起头,到10月14日摆布恢复,大约半个月摆布时候。
这就是所谓的日凌干扰,没有国度能避免这个现象,因为到此刻为止大师用的仍是无线电通信,这个太阳自己的干扰就是无线电波,只有压到太阳强度的无线电波呈现才能包管联系,但这一点应该会很是难,好比激光通信也在太阳的魔掌之下,人类根基上就没辙了!
日凌干扰时代,探测器们干啥?
2019年9月份日凌时代,尽管好奇号火星探测车具有很强的自立使命能力,但仍然暂停行驶,摄像机也暂停拍摄画面,洞察号的机械臂也临时不移动,但探测器的科学研究工作仍将继续。
是以相信我国的回禄号火星车应该也会近似的操作,不外一些被动旌旗灯号探测的设备仍将持续,而在轨道上飞翔的天问一号探测器与列国航天局发射的探测器等,相信应该会继续工作,而探测数据则将留存以待通信恢复发送回地球。
地球凌日怎么办?
估量细心的伴侣必然是想到了,火星也能看到地球凌日,此时地球接收火星旌旗灯号没问题,但火星接收地球旌旗灯号存在严重问题,不外这个却是无需过分担忧,因为地球从日面上颠末的时候不长!
地球凌日起头
好比下次是2084年11月10日,地球凌日从当日8点11分隔始,到当日16点33分竣事,持续时候大约8个小时摆布,在这个时代内,火星也是无法和地球连结通信的,这与火星日凌时候接近半个月比拟,那时候的确可以忽略不计。
地球凌日竣事
中国将来的UNICON能改变如斯拮据的状况吗?
2018年的全国空间探测学术钻研会上,中科院国度空间科学中间提出了一个震撼的星际中继通信卫星星座(UNICON)打算,这个打算将在地球和火星之间的日心轨道上,摆设6颗卫星,构成激光中继通信与导航卫星星座,从金星到小行星带甚至木星轨道内的航天器供给无缝笼盖的贸易化测控通信导航办事。
星际中继通信卫星星座(UNICON)打算
避免因为日凌干扰发生数据测控间断,飞翔时代这个日凌也问题不大,但在关头的入轨或者改变轨道时代无疑影响极大,假如UNICON能实现无缝笼盖,那么将来再也无需为日凌间断通信懊恼了,当然对于有人值守的火星探测无疑是一大促进。
延长阅读:NASA,中国航天局发布的通信间断通知布告
中国青年报客户端海说神聊京10月5日电(中青报中青网记者 邱晨辉)记者今天从国度航天局探月与航天工程中间获悉,我国天问一号火星探测器已经进入“日凌”阶段,该阶段将于10月中旬竣事,探测器将恢复与地球的通信,继续开展科学探测。
(CNN)The Mars solar conjunction takes place between October 2 and 16, and this lapse of check-ins between Earth and Mars occurs for a couple of weeks every two years, when both planets are on opposite sides of the sun.
这是中国和美国官方发布的新闻内容,欧空局与NSA共享了DSN部门收集,别的还有ASI(意大利)、CNES(法国)、DLR(德国)、NASA 的深空收集和戈达德太空飞翔中间以及 JAXA(日本)运营的深空收集。
但这些国度都很难像NASA的DSN那么完整,而中国正在死力赶上完整的深空测控收集,地月系中国已经可以用天链卫星搞定,但火星测控天链仍是有些勉为其难,一般仍是需要地面的深空测控站,好比南美阿根廷的内乌肯测控站和非洲肯尼亚的“马林迪”测控站与纳米比亚深空测控站。
所以像印度以及阿联酋这些卫星的测控可以与NASA或者ESA合作,而我国的全球测控则需要大部门自行扶植,部门则与ESA合作,NASA的收集就不要想了。
参考:
http://news.cyol.com/gb/articles/2021-10/05/content_ZKZ80i2qe.html
https://edition.cnn.com/2021/10/01/world/mars-solar-conjunction-2021-scn/index.html







