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失联35天,中国地面终于联系上天问一号,究竟发生了什么?

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火星探测任务工程总设计师张荣桥表示,10月18日日凌期将结束,天问一号环绕器和祝融号火星车陆续开始恢复工作。

从9月13日开始,地球通信被切断,中国地面联系不到天问一号,到10月18日已经持续了35天,而这一切的罪魁祸首就是太阳。


日凌现象是什么

我们身处太阳系中,太阳是绝对的“C位”,不仅体形巨大,不停散发着光和热,它发出的电磁波涵盖面也很广,从短波的γ射线、X射线波段,到长波的无线电波段,一个都不少。因此,围绕着太阳,地球公转轨道在最内圈,火星公转轨道在最外圈,形成两个同心圆。

而火星公转周期与地球不同,约为687天,因此每隔一段时间,太阳、地球、火星三者便会运行至同一条直线,地球与火星分别位于太阳两侧时,太阳是一个大的能量的集团,太阳发出强大电磁波便会将天体发出的无线电信号淹没,它对火星和地球之间的无线电的信号,不管是从地球发往火星的,抑或是从火星回来的一个信号,都会产生干扰,导致信号不能够进行正常的来往。


从而使地球无法与天体进行准确通信,造成暂时性失联,这种现象就是日凌现象。就会出现日凌,这个时期正好也是火星和地球距离最远的3.95亿公里的时候。除了中国的祝融号火星车,在火星的所有探测器和火星车在日凌期间都和地面失联。

别以为,只有天问一号、祝融号会受“日凌”的影响,因为地球同步卫星只能定点在赤道上空,在北半球,一般在春分前的二、三月或秋分后的九、十月发生;而在南半球,在春分后的三月或秋分前的九月。在这段期间,太阳、通讯卫星与地球的接收点连成一线。由于太阳辐射对整个射电频谱均会有影响,包括用于卫星通讯的微波波段(C波段、Ku波段和Ka波段)。受到电磁辐射的影响,透过卫星转播的电视讯号会受到干扰,令讯号不能接收而出现黑屏,又或讯号受干扰而出现雪花。干扰的时间视乎辐射的强度和持续时间,从12分钟到数天不等。影响日期在春分点及秋分点的前后各一个月之内。


祝融号火星车又有新任务

而如今日凌结束,在“祝融号”火星车失联休假这段时间,科学家们早已为它制定了新的行动计划。日凌结束后,祝融号将进入拓展任务阶段,向着着陆点以南的方向行驶,以环绕器发现的疑似泥火山的地区为目标开展巡视探测。

泥火山,顾名思义是由泥构成的火山。说是泥,是因为它的确是由黏土、岩屑、盐粉等泥土构成;说是火山,却又不是通常意义上的火山,通常所说的火山最基本的特征是由岩浆形成的,并具有岩浆通道,而泥火山则是由泥浆所形成,不具有岩浆通道。不过,泥火山不仅形状像火山,具有喷出口,还有喷发冒火现象。


美国科学家发现火星表面有泥火山存在,他们认为这些泥火山中可能蕴藏着火星生命的痕迹,这是因为泥火山是一种地质结构,气体、液体和细粒岩石或者泥浆混合在一起,并在受力情况下从地下数米或者数千米喷出地表。火星的泥火山中可能存在通过喷发,将地下的多泥沉积物喷出,多泥沉积物中可能含有有机物质,后者可作为过去和现在火星生命的一种生物标记,通过对泥火山的研究可以帮助我们更深入地了解火星。所以在天问一号环绕期发现泥火山的踪迹之后,祝融号就开始执行新的任务,对泥火山地区进行探测。


很多人就很好奇,祝融号的设计寿命仅有3个月,为什么还能够持续工作呢?

祝融号为何能超寿命工作

其实设计寿命三个月和实际使用寿命并不一致,比如美国之前的很多火星车设计寿命只有3个月,但是工作年限最高达到了十几年,比如勇气号和机遇号两台火星车它们的设计寿命都是只有三个月,勇气号工作了7年,而机遇号则工作了16年。


祝融号的能源是 1000 多片太阳能电池和连接在一起的蓄电池,太阳能电池安装在车体上方及四块折叠板上,接收太阳辐射给蓄电池充电。太阳能电池总面积约为 4 平方米。


所以只要有太阳光,祝融号就可以获取能量,且只要自身没有发生故障,就可以持续工作。以在月球工作的玉兔二号为例子,玉兔二号2019年1月3日在月球登陆,设计寿命为3个月。而截止到9月22日,“月兔二号”月球车已经在月球背面工作了900天,行动距离超过八百米,打破了月球车在月面工作时间的纪录。


所以设计寿命并没有代表探测器使用的工作寿命,目前,祝融号已经完成了既定的探测任务,在超过了设计寿命之后,火星车状态良好、能源充足,所以祝融号也将继续按照“七日一周期,一日一规划,每日有探测”的高效探测模式,向南部的古海陆交界地带行驶,去探测那里的泥火山地区,以获取更丰富的科学探测数据。


如果可以到达泥火山当然更好,如果不可以,那就探测泥火山地区一些非常明显的沟槽。

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