目前,火星上有11個人類火星探測器在工作,它們分別是2001年的美國奧德賽號,2003年的歐洲火星快車號,2005年的美國偵察軌道器,2011年的美國好奇號,2013年的印度曼加里安號,2013年的美國大氣專家號,2016年的歐/俄微量氣體探測器,2018年的美國洞察號,2021年的阿聯(lián)酋希望號,2021年的中國天問一號和2021年的美國毅力號。
火星距離地球很遠,且一直在5500萬-4億千米之間變化,即便是用光速的電磁波通信,通信往返也在6-45分鐘之間。為此,我們需要龐大的深空探測網(wǎng)絡,才能發(fā)射強力信號和接收到來自火星的極其微弱信號。還要求全球布站,盡力做到不受地球自轉(zhuǎn)影響能持續(xù)跟火星探測器通信。
可是人類的深空通信系統(tǒng)再強,也無法對抗龐大的太陽,這是太陽系絕對的霸主,地球質(zhì)量的33萬倍,它僅10億分之一的能量就滋養(yǎng)了地球萬物,照亮并加熱了整個地球。它的太陽風和各類輻射,擁有摧枯拉朽的力量。如果沒有地球磁場的保護,地球上甚至很難孕育生命。即便如此,也有一部分高層空氣被太陽輻射電離形成電離層,還激發(fā)氧原子形成了臭氧層等大氣構(gòu)成。隨便剩點能量,也造就了我們看到的壯觀極光。如果趕上太陽輻射大爆發(fā),人類的通信系統(tǒng)從太空到地上,都可能受到重大影響。例如太陽活動導致的近地航天器單粒子翻轉(zhuǎn)事件,造成數(shù)據(jù)問題甚至整個任務垮掉的情形,在航天史上歷歷在目。
綜上,不難理解,如果一個航天器躲到太陽背后或者運行到了它附近,人類現(xiàn)有的通信技術,是很難直接克服強大的太陽干擾的。
對于所有的火星探測器而言,眼下就是這么一個尷尬的時刻。由于火星和地球的相對運動,火星-太陽-地球?qū)⒃谙略鲁踹B成一線(conjunction)。這種時刻,每隔一次地火會合周期,即約26個月/780天,就會發(fā)生一次。地火連成一線時它們之間的通信,從地球人掌握的通信原理來看,不可能了。甚至在這個節(jié)點前后,由于通信路徑已經(jīng)逼近了太陽,也不可能。
因此,通信中斷的時間,是以連成一線為中點的前后數(shù)天,究竟多少天,也取決于人類深空通信網(wǎng)的能力,能在多大程度信噪比的情況下恢復通信。目前NASA告知的是10月2-14日,所有的通信會中斷。我國的天問,也會持續(xù)很長的時間。
在此期間,所有的任務都會按照提前搭載的指令,慢慢干活。或者,干脆好好休息一下。都不用跟地球聯(lián)系。
這對于負責火星探測器運營的航天人來講,是一個每26個月才有的一次獨特“假期”。對于中國天問一號團隊而言,恰逢難得的十一假期,真的可以好好休息了。
這是理直氣壯、名正言順、堂堂正正,甚至可以任性一把的休假,祝吃好喝好!
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