來源: 科普中國(guó)
本文專家:劉艷,中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心
不知大家是否還記得,8月17日“祝融號(hào)”火星車向大家報(bào)告的好消息:“祝融號(hào)”在火星表面共運(yùn)行了90個(gè)火星日(約92個(gè)地球日),圓滿完成既定巡視探測(cè)任務(wù)!
然而在剛剛慶祝完登陸火星一百天不久,一則它將與地球失聯(lián)的消息出現(xiàn),讓不少小伙伴緊張了起來。
的確,從9月13日開始,環(huán)繞器和火星車或?qū)⒄竭M(jìn)入日凌期,進(jìn)入了為期一個(gè)月的“假期”,在此期間,它們將與地球失聯(lián)!
“祝融號(hào)”出故障了嗎?日凌期是什么?為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的情況?什么時(shí)候能取得聯(lián)系?別擔(dān)心,今天來解答大家的疑惑。
什么是日凌期?
這期間祝融號(hào)為何會(huì)失聯(lián)?
出現(xiàn)日凌現(xiàn)象時(shí),火星、地球?qū)?huì)運(yùn)行到太陽(yáng)的兩側(cè),三者幾乎處于一條直線。這時(shí)候,太陽(yáng)以其擁有1.392*106公里直徑巨大身軀阻擋在火星與地球中間,阻擋和干擾了地球與火星的通信往來。地球和火星處在一種互不可見的狀態(tài)。
作者供圖
即使火星還沒有完全進(jìn)入太陽(yáng)背面,即火日地距角小于2°時(shí)(距角即地球上觀察時(shí),行星和太陽(yáng)之間分離的角度),太陽(yáng)劇烈活動(dòng)產(chǎn)生強(qiáng)大電磁輻射,對(duì)地球-火星通訊信號(hào)造成強(qiáng)烈干擾,通訊質(zhì)量變差,信號(hào)失真出錯(cuò),可以理解成地球-火星通訊信號(hào)遭到了太陽(yáng)的“欺凌”和破壞。
此過程就好像兩個(gè)朋友之間聊天時(shí),有大嗓門的搗亂者在兩人之間大喊大叫,導(dǎo)致兩個(gè)朋友都聽不見對(duì)方的聲音。
類似這樣的情況在人造地球衛(wèi)星上也會(huì)發(fā)生,例如每年春分、秋分前后,世界各地時(shí)常會(huì)出現(xiàn)電視轉(zhuǎn)播信號(hào)不穩(wěn)定、電視畫面出現(xiàn)“雪花”的現(xiàn)象也是由此導(dǎo)致的。
進(jìn)入日凌期的祝融號(hào)都會(huì)干什么?
待辦事項(xiàng)簡(jiǎn)化
在日凌期間,所有火星探測(cè)器的“待辦事項(xiàng)”清單會(huì)比平時(shí)簡(jiǎn)單得多。期間,地球不會(huì)給火星探測(cè)器發(fā)送新的指令,因?yàn)樘?yáng)帶電粒子的影響,不知道哪些信息可能會(huì)丟失,而丟失的信息會(huì)危害探測(cè)器。因此,在日凌前,工程師會(huì)發(fā)送一系列長(zhǎng)期的指令,然后開始耐心等待。
來源:新華社微博
火星車停止運(yùn)動(dòng)
為了規(guī)避通信和健康狀態(tài)確認(rèn)等風(fēng)險(xiǎn),火星車將停止行駛,除此之外,祝融號(hào)也將經(jīng)歷風(fēng)沙期,這是對(duì)它自我保護(hù)能力的考驗(yàn),需要找到合適的避險(xiǎn)地才能躲過秒速180米的石塊、沙塵攻擊,等到風(fēng)暴期結(jié)束再重新喚醒。
數(shù)據(jù)中繼暫停
進(jìn)入日凌后,環(huán)繞器和祝融號(hào)火星車將暫停所有的科學(xué)活動(dòng),進(jìn)入安全模式,依靠自主控制,維持自身能量獲取和溫度控制,以確保在日凌結(jié)束后能迅速被喚醒。日凌期環(huán)繞器上下行通信鏈路都處于工作狀態(tài),但只下行數(shù)據(jù),不再上傳指令。
在這期間,也并不是一點(diǎn)信號(hào)沒有,航天飛控專家表示當(dāng)火星-太陽(yáng)-地球三者完全在一條直線上時(shí)可能沒有信號(hào),但稍有錯(cuò)開后,可能會(huì)有斷斷續(xù)續(xù)的信號(hào),地面專家仍然可以從這種非連續(xù)信號(hào)中對(duì)環(huán)繞器和巡視器的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
來源:新華社微博
就像父母把孩子培養(yǎng)長(zhǎng)大懂事,讓孩子和朋友一起去參加一個(gè)短期旅行一樣,他們已經(jīng)盡了一切努力確保孩子的健康和安全。
工程師們已經(jīng)熟練地掌握了讓探測(cè)器自主運(yùn)行的技術(shù)。在火星日凌之前,任務(wù)小組也已發(fā)出必要的命令。
日凌期過去后如何跟祝融號(hào)取得聯(lián)系?
度過日凌期后,天問一號(hào)軌道器將把收集到的數(shù)據(jù)傳送到我們的深空測(cè)控網(wǎng)(包括佳木斯、喀什、阿根廷三個(gè)測(cè)控站),地球深空站將花一段時(shí)間下載這些信息。工程師確認(rèn)各種狀態(tài)后,祝融號(hào)就能“復(fù)工復(fù)產(chǎn)”。
祝融號(hào)目前取得哪些進(jìn)展了?
后續(xù)還有什么計(jì)劃?
截至8月15日,“祝融號(hào)”光榮著陸火星,已經(jīng)整整行駛了92個(gè)地球日,共獲取了約10GB的科學(xué)數(shù)據(jù)。可以說“祝融號(hào)”使命光榮,成果豐碩,圓滿完成既定巡視探測(cè)任務(wù),將繼續(xù)實(shí)施拓展任務(wù)。當(dāng)前火星車狀態(tài)良好、能源充足,將繼續(xù)它的探索之旅。
來源:新華社微博
在巡視探測(cè)期間,祝融號(hào)火星車堪稱勞模,完全沒有休息日,按照“七日一周期,一日一規(guī)劃,每日有探測(cè)”的高效探測(cè)模式運(yùn)行。這次日凌反倒是極好的休息時(shí)間。
按照科學(xué)家的規(guī)劃,“祝融號(hào)”接下來將繼續(xù)向南行駛。它一邊南下向著海拔高度不斷抬升的古海陸交界方向行駛,一邊探測(cè)沿路的石塊、沙丘,還要考察撞擊坑、溝槽、疑似泥火山等特殊地形,從而獲取沿途的火星地形地貌、氣象、磁場(chǎng)環(huán)境情況,以及淺表層可能的水冰數(shù)據(jù)。
日凌結(jié)束后,我們的環(huán)繞器將調(diào)整軌道進(jìn)行火星全球遙感探測(cè),同時(shí)兼做“祝融號(hào)”拓展探測(cè)任務(wù)的中繼通信工作。
祝融號(hào),好好放個(gè)假吧,讓我們一起等待重逢的那天
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