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技不如人?为何我国登陆火星后4天才公布照片,美国却立即公布?

中国的第一辆火星车“祝融号”成功登陆了火星,此时中国的三大火星任务“绕、落、巡”已经完成了两个关键步骤,“祝融号”也将把剩余任务“巡”完成。

可是在这次任务当中,我们会发现,2012年5月15号“祝融号”成功登陆火星,可是我们一直等到了2012年5月19号才看到火星和火星车登陆过程的照片,整整过去了4天的时间。

同样是执行火星任务的美国“毅力号”探测器则登陆火星后,并没有等4天的时间,而是马上就看到了毅力号的照片。

那么问题来了,为什么同样是执行火星登陆的任务,中国和美国两国发布照片的时间会相差这么多呢?

地球与火星之间的通信

地球和火星之间如果要直接进行通信,实际上是很困难的。我们在地球上能够快速地实现通信,主要是因为地球上遍布各种通信设施,每当我们打电话或者联网时,这些设施可以快速地把信息来回传递。因此,随着通信技术的升级,传输速度可以快速迭代。

可是地球和火星之间的通信就没办法这样。要知道,地球距离火星最近时,这个距离也达到了5500万公里,最远时可以超过4亿公里。

在这个距离中间,没有任何可以帮助传输的通信设施。这还不是这麻烦的,地球的平均公转速度是:29.783千米/秒 ,而火星的平均公转速度是:24.007千米/秒。也就是说,地球和火星都在快速的运动,而是静止不动的,这无形当中增加了传输信号的难度。

这些问题会使得地球和火星的通信变得困难,同时传输信号的速度也不可能太快。那么整个过程是怎样的呢?

“天问一号”探测器主要由环绕器、着陆器和巡视器(“祝融号”火星车)组成。

当“天问一号”探测器抵达火星周围时,开启环绕探测火星,完成整个任务的就是环绕器。说白了,就是绕着环形转,犹如火星的一颗卫星。

而中国的科学家在环绕器中转载了低增益收发天线、中增益发射天线、高增益收发天线组合,同时还配置了固态放大器(主动段和入轨初期)、行波管放大器。基于这样的设计,环绕器的通信参数如下:

正常测控模式:上行2000bps,下行16384bps;

应急测控模式:上行7.8125bps、下行32bps;

数传码率:16k~4096Kbps(编码后),多档可选。

这大致相当于我们以往所使用的4兆宽带,以及远远低于如今每家每户所用的宽带水平。也就是说,从火星上传输东西到地球,比你在家打游戏时用的网速还要慢。

但这还不是最糟糕的,由于环绕器所处的轨道原因,它一天大概就只有一半的时间可以和地球通信。

地球与火星车之间的通信

以上还是环绕器的情况,而我们知道“祝融号”火星车实现了降落火星的任务。如果“祝融号”火星车要和地球上联络,这个难度比环绕器还要难。主要有两种途径,一种是“祝融号”火星车直接和地球通信,这个速度奇慢无比,大概只有16bps,这个路径主要用于地球上的科学家判断 “祝融号”火星车的状态,根本没有办法传输照片,如果真要用这个来传输照片,那需要好几天的时间。

而另一种途径是“祝融号”火星车和环绕器通信,再由环绕器与地球通信,这个速度要快很多,大概可以达到20Mbps。可是缺点也很明显,“祝融号”火星车每天只能和环绕器通信一次,每次的时间只有8~10分钟,能够传输的数据总量有限。其次,“祝融号”火星车落到地球面,也不是直接可以和环绕器联络的,而需要3天的时间。

为何需要4天时间?

因此,2012年5月15号“祝融号”成功登陆火星后,要2012年5月18号环绕器与“祝融号”火星车联系上,并开始传输信息。接近这环绕器会与地球联系,把信息传递给地球。科学家在拿到数据后,还要对数据进行整理,才能最终得到照片。

因此,要花4天时间才最终公布照片也就不足为奇了。那么为什么美国的“毅力号”火星探测器不需要4天时间,而可以直接公布照片呢?

这主要是因为天问一号这次是单枪匹马,首次前往火星探索。而美国已经有许多探测器前往过火星,而且在火星上空就有好几个正在服役的环绕器,这就使得“毅力号”火星探测器着陆上可以快速与环绕器联系,并且把数据传递给环绕器,再由环绕器传回地球。