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70米口径天线将投入使用,亚洲最大,它将决定探火任务是否成功

2020年7月23日,我国第一颗火星探测器“天问一号”顺利升空,同一阶段还有美国的“毅力号”,阿联酋的“希望号”,三个探测器同台竞技,MASA探测火星轻车熟路,而我国和阿联酋都是第一次探火。但论复杂程度还是“天问一号”更胜一筹。

我国的“天问一号”火星探测器将同时进行三项任务,包括环绕火星飞行、火星软着陆以及释放火星车进行巡回探测,因此难度要更高一点。但实际上此次火星探测的成败不在“天问一号”探测器本身,而是在于地球上的信号接收设备。

火星探测信号接收要更难

火星是太阳系的八大行星之一,按照轨道从内到外排到第四位,仅在地球之外,但由于公转速度不同,地球和火星之间的距离是动图变化的,当它们处在太阳的两侧,此时此刻距离最远超过4亿公里。当火星和地球处在太阳的同一侧,它们的最近距离大约是5500万公里。

进行火星探测为了节省燃料,携带更多的科学载核,各个国家都会选择恰当的时机发射探测器,这就是所谓的火星探测窗口期,大约两年一次,在7-8月份左右,下一次火星探测窗口期将在2022年来临。

我国天问一号目前飞行里程已经达到4.5亿公里,距离地球大约是1.7亿公里,据相关报道“天问一号”将在2月10日左右进行近火制动,也就是俗称的太空刹车,“天问一号”将进入环绕火星飞行之旅,此后相关的科学载核将逐步展开进入工作状态。

火星探测不同于月球探测,月球和地球的平均距离38万公里,我国现有的接收信号和发射信号的系统完全可以满足,但是火星探测需要在超过1亿公里之外传回信号,也就是探测的信息,因此难度要更大,就需要更大口径天线进行协助。届时天问一号将会有13台科学载核工作收集数据并且发回地球。

70米口径可动天线完成验收,将投入使用

2月3日据相关报道,我国自主研制的70米口径单体天线完成验收,即将投入使用。这个天线是亚洲最大的单口径天线,可以完成360度旋转,俯仰角度在0-90度。它的整体双曲面反射面版可以达到4560平方米,大约是10个篮球场大小。此前我国用于太空探测的天线有30米、40米、50米等多种类型,但是这些都无法满足火星探测的需求。因此可以说这个直径70米的天线,正是为火星探测项目准备的。

我们可以做一个比喻,从火星上传回信号,相当于站在火星上用一个激光笔来照射地球,但是由于传输距离过大,即使信号发出时为一个“点”,但是当到达地球后信号的能量会大量缩减,因此说大口径的天线是必要的。大口径天线的接收放大能力更好,70米口径天线完全适合深空探测需求。

待天问一号正式抵达火星,这个新的亚洲单口径之最天线将开始接受火星传回的信号,届时才算是天问一号火星探测器的成功

未来的深空探测

“天问一号”火星探测器是我国深空探测系列的第一颗探测器,未来在这个项目下还会进行更多复杂的太空探测任务。我国的太空探测起步虽然比美苏要晚,但是发展速度十分惊人。第一大块就是载人航天,自主空间站的设计建造;第二大部分就是嫦娥工程,完成绕落回三步走战略;第三大部分就是深空探测,例如对火星、金星以及更远处的土星和木星等探测。

可以说人类的未来并不在地球之上,而是外太空。就像是俄罗斯科学家所说:人类必须要储备星球,以便未来地球上发生较大的灾难或者爆发战争,地球上不适合人类生存的时候,我们必须要有第二个选择。

这个选择其实就是新的家园,目前来看火星算是候选行星之一,在未来如果科技水平足够,人类还会对木星和土星的一些关键性卫星进行探测,例如土卫六上有液态的甲烷湖泊,并且它是唯一有天然大气层的卫星。而木卫二欧罗巴上拥有厚厚的冰层,冰层之下被认为是液态海洋,可能存在生命,未来在太空领域我们还是有很大作为的。

说在最后

天问一号携带着我们的希望正在飞往火星,这是中国第一次进行深空探测,它的成功与否至关重要,因为在未来还会有更多针对其它星球的探测任务,因此说组建深空网络对未来是有积极作用的。

文/科学黑洞,图片来源网络侵删。