祝融号:帮我传张图回地球可好?( 二 )


祝融号:帮我传张图回地球可好?
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天问一号探测器结构解析图|微博@WLR2768
火星全球高分辨率探测 , 要求环绕器相机在轨道高度低处(近火点附近)“拍照” , 这样的“拍照”还必须覆盖火星全球 , 而不能一直只呆在“祝融号”上空 。
这也是它此次变轨的原因——降低远火点高度 , 加快飞行速度 , 利用火星重力场特性(轨道摄动)实现近火点漂移(改变近火点所在的经纬度) , 这样就能实现不同区域的探测 , 覆盖火星全球不是梦!
一般来说 , 近火点漂移的规律为从南到北、再由北向南 , 如此循环往复 , 约200天能够实现对火星一次全球覆盖探测 。 按此推算 , 明年6月 , 我们应该就能见到国产的火星全球高清高精影像图了!
祝融号:帮我传张图回地球可好?
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天问一号环绕器对火星表面成像示意|航天八院
环绕器进入遥感探测轨道后 , 与“祝融号”中继通信的机会必然相对变少 。 为此 , 中国航天局早前就与欧空局建立了合作共识 , “祝融号”将在欧洲“火星快车”轨道器的帮助下 , 增加中继通信的机会 , 提高通信速率和科研效率 。
祝融号:帮我传张图回地球可好?
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有22个成员国、11个合作国的欧洲空间局的LOGO|ESA
火星上的国际合作
“火星快车”是欧洲空间局2003年发射升空的火星探测器 , 于当年年底进入环绕火星的轨道 , 至今已运行了18年 。
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欧洲“火星快车”轨道器模拟图|ESA
一般情况下 , 在建立中继通信前 , 轨道器会先向火星车发送一个“发起”信号 , 随后火星车回复“确认”信号 , 然后双方建立稳定的双向中继通信链路——就像朋友打电话需先拨通电话一样 。
然而 , “火星快车”发射频率与“祝融号”接收频率不匹配 , 不能通过“拨通电话”的方式建立通信链路 。
好在“祝融号”发射频率与“火星快车”接收频率匹配 , 因此需要事先约定好通信时间 , 由“祝融号”直接发送数据 , “火星快车”进行“盲收” 。 一旦检测到“祝融号”发出的信号 , “火星快车”就会锁定并开始记录数据 。
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火星快车号的MELACOM通信系统|ESA
“火星快车”搭载的MELACOM通信系统在设计之初时就具备盲收功能 。 这原本是给跟“火星快车”一同奔火的“小猎犬2号”着陆器准备的 。
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随“火星快车”一同奔赴火星的着陆器“小猎犬2号”的模拟图|ESA
可惜 , 2003年圣诞节那天 , “小猎犬2号”在着陆火星后失联 , “火星快车”的这项功能一直没有机会启用过 。
这次与“祝融号”的中继通信测试 , 是“火星快车”18年来首次在地外实测这一功能 。
两个探测器协商后 , 安排了5个用于本次测试的器间通信窗口(以下均为北京时间):
11月07日20:07–20:17
11月17日03:34–03:44
11月19日04:27–04:37
11月21日05:20–05:27
11月23日06:13–06:22
在约定时刻 , 由“祝融号”向“火星快车”发送测试数据 , 通信距离约4000千米 , 通信时长10分钟 。
“火星快车”接收数据后转发给欧空局所属深空测控站 , 测控站接收后发送给欧洲空间操作中心(ESOC) , ESOC再转发至北京航天飞行控制中心 , 由中方技术团队解译后 , 判读数据的正确性 。