來源：量子位

明敏 發自 凹非寺

量子位 報道 | 公眾號 QbitAI

現在，火星上是越來越熱鬧了。

“機遇號”、“好奇號”、“毅力號”、“天問一號”……探測火星的飛行器數量已經是一只手都數不過來了！

△“毅力號”

更多的探測意味著人類對火星的了解會更加深入，但同時也帶來了一個棘手的問題：?

會使太空中的無線電干擾更為復雜。

這就好比我們打電話，本來就信號差，旁邊還有一堆打電話的人，那最后的結果只有：

當前通話質量不佳。

就沒有什么解決的辦法嗎？

對此，“毅力號”首席電信工程師彼得·伊洛特(Peter Ilott)給出了解答，并以“毅力號”為例提供了一些可行方案。

“喂？聽得清嗎？”

其實從火星上傳回數據，本身就不是件簡單的事情。?

火星到地球的最遠距離有4億千米，遠距離傳輸不僅耗時長，而且信號還會有損耗。

而此前探測器經常使用的X波段通信系統，往往是傳的慢還傳的少。

為此，NASA研究人員在“毅力號”上嘗試性地使用了超高頻傳輸；

結果發現“是真的香啊”！

拿“老爺車”奧德賽號（2001年發射的火星探測衛星）做個對比：

它使用X波段系統來傳輸數據，一天下來能夠傳輸80兆字節，就已經讓研究人員們倍感欣慰了。

而“毅力號”使用超高頻傳輸的話，通常一次傳輸就能得到“奧德賽號”十倍以上的數據，一天傳輸4-5次，最后可以得到超過1000兆字節的數據！

這一突破也使得“毅力號”可以在日常工作中交替使用不同波段。

在火星時間的早上，“毅力號”用天線在X波段（7-11.2 GHz）監測來自地球的信號；

于此同時，地球上工作人員會把當天要執行的任務指令發送出去，“毅力號”在接收到信號并確定可以執行后，會再向地球發送“確認”信號。

等到晚上，探測器結束一天的工作后，會進入睡眠狀態。

當軌道飛行器從其上方經過時，使用超高頻（300-300GHz）傳輸出大量數據。

先要內部和諧

隨著火星上探測器越來越多，被“同行”干擾的情況勢必會出現。

此前“毅力號”就發現了來自美國自己飛行器的干擾。

研究人員早晨在接收“毅力號”返回的X波信號時，突然有一段高頻率出現在了頻道內！

雖然最后有驚無險，但是也證明無線電干擾的確是個不可忽視的隱患。

有著最多火星探測器的美國，已經構建出了一個火星中繼網絡讓它們彼此相互配合，并且實現了一定程度上的自動化。

在這個過程中，需要使用一個叫做MaROS的調度工具。

火星車在收集數據后，首先會檢測自己可以向哪一個衛星發送數據，檢測完畢后會將結果發送給MaROS，然后完成調度開始接收數據。

不過研究人員也表示，隨著探測器越來越多，這個網絡之后將會變得更加復雜。

未來應該怎么辦？

其實處理飛行器之間相互的干擾，航空電子器件本身產生的電磁波也會對傳輸數據造成干擾。

比如在使用一些特定儀器時，必須要把超高頻關閉。

對于這個問題，科學家們目前還沒有找到非常好的解決辦法。

對此，“毅力號”首席電信工程師彼得·伊洛特(Peter Ilott)表示，下一步應該盡快讓電磁抗干擾隊伍加入進來。并且隨著技術的進步，航天研究未來會更加關注這方面的問題。

參考鏈接：

https://spectrum.ieee.org/tech-talk/telecom/wireless/how-nasa-is-adapting-radios-to-a-noisier-mars

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