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路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,這個網路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,