2020年7月23日中午12:41,长征5号运载火箭带着天问一号探测器从海南文昌发射场顺利升空。
刚飞7分钟,远在太平洋上的远望6号测量船,就精准捕获了它的无线电信号。
这看似简单的“信号牵手”,背后藏着全球深空测控体系的暗战。
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深空探测这事儿,探测器本身是“前锋”,测控网络才是“后勤保障”,没后者撑着,再牛的探测器也得成“失联孤儿”。
各国测控大比拼
印度人对深空探测的热情不小,月船2号失败后,月船3号总算成功了。
但这成功里,国际协作的分量可不小。
他们的深空测控基本靠“借外力”,有些关键设备来自其他国家,深空测控网络更是要靠美国和欧洲帮忙。
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印度本土能和深空探测器通信的站点就一个,天线口径最大才32米,旁边还堆着一堆10米级的小天线,这规模应付月球探测都勉强,更别说火星了。
早前美国政府停摆,NASA85%的员工无薪放假,关键岗位只能义务值守。
正巧赶上印度月船3号需要美方测控支持,结果人家自顾不暇,印度人直接抓瞎。
无奈之下只能找欧洲和俄罗斯帮忙,欧洲负责西半球测控,俄罗斯拿出苏联遗留的测控站凑数。
如此看来,这种“借船出海”的模式,表面省事,关键时刻真能掉链子。
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美国的深空网(DSN)算是行业标杆,全球三个站点隔120度布局,70米口径天线能接收几亿公里外的微弱信号。
但这套系统也有软肋,政府停摆、加州大火都曾让它运转失常。
欧洲是“抱团取暖”,三个海外站点加本土站点,每年能给20多个航天任务提供支持,算是靠谱的帮手。
俄罗斯的测控网底子厚,苏联时期的大天线至今能用,就是设备更新慢了点。
咱们国家走的是完全不同的路子,独立自主才是核心。
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本土从佳木斯到喀什,再到北京、天津等地的测控站,靠甚长基线干涉技术实现高精度测量。
海外在阿根廷建的测控站,刚好弥补国内盲区。
更厉害的是远望系列测量船,作为全球最大的航天测量船队,哪里需要就往哪里开,完美补上海洋区域的测控空白。
毫无疑问,咱们这套“天地一体”的布局,把主动权牢牢抓在自己手里,比依赖别人踏实多了。
天问的骚操作
天问一号能顺利抵达火星,轨道设计堪称“神来之笔”。
它走的是霍曼转移轨道,近地点在地球附近,远地点刚好切上火星轨道。
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本来想,第一次探火应该稳扎稳打,没想到专家们偏要搞“惊险动作”进入火星轨道后硬拐90度,从赤道环绕改成极地环绕。
这波操作可不是瞎折腾,里面全是门道。
如果直接按极地轨道刹车,一旦发动机提前关机,探测器就会冲出火星公转平面,想补救都难。
先按赤道轨道飞行,就算刹车失败,好歹还在一个平面内,还有修正的机会。
但要实现全球探测,必须绕极地飞行,这90度变轨是绕不开的坎。
火星信号传到地球要十几分钟,根本没法实时遥控,全靠探测器自主判断操作。
第一次探火就敢这么设计,足见咱们的自动化和测控技术有多扎实。
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天问一号的通信保障,离不开天津武清那口70米口径的射电天线,这可是亚洲最大的活动射电天线。
几亿公里外的微弱信号,全靠它接收和解码。
早前外国业余无线电爱好者也在跟踪天问一号信号,加拿大一位爱好者架了1米多的天线,只能跟踪频率变化,没法解码。
另一位能用6米射电望远镜,数据质量虽好,但传输速率低得可怜。
如此看来,专业设备和业余装备的差距,真不是一点半点。
同期发射的阿联酋希望号和美国毅力号,境遇各不相同。
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希望号靠日本火箭发射,只负责绕火星拍照,进入轨道就算成功。
毅力号依托美国成熟的测控网络,不用绕圈,直接着陆。
而天问一号首次任务就实现“绕、落、巡”三大目标,难度远超两者。
很显然,咱们能做到这些,全靠自主测控体系的支撑。
深空探测的竞争,本质上是测控技术的竞争。
印度依赖国际协作,看似走了捷径,却处处受制于人;美欧俄虽有积累,却面临维护成本高、设备老化等问题。
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而中国从本土站点到海外基地,从测量船到大型天线,一步步搭建起完整的自主测控体系。
天问一号的成功,不仅是探测器的胜利,更是这套测控体系的证明。
未来的深空探索之路还很长,小行星、木星等更远的目标在等待。
但只要咱们保持自主创新的节奏,不断完善测控网络,相信会有更多“天问”系列探测器飞向宇宙。
毕竟,靠人不如靠己,自主可控的技术,才是探索星辰大海最硬的底气。
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