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火星探测器即将全部失联,时间九月底!火星究竟要发生什么大事?

8月30日,“祝融号”在火星上已经整整行驶了100天,在这100天中,“祝融号”行驶了1064米,6台设备获取了10GB的科学数据,可谓是硕果累累,火星车状态良好、能源充足,将继续向着陆点以南的古海陆交界方向行驶,继续它的探索之旅。

坏消息:祝融号即将失联,同时失联的还有NASA火星探测器

但有一个坏消息要告诉大家,祝融号即将失联,并且同时失联的还有NASA的火星探测器,而且很多机构在几个月前就开始预告了,这让大家有点纳闷,难道火星上真有大事发生

火星沙尘暴即将发生?

祝融号和NASA的火星探测器毅力号同时失联,但问题是祝融号降落的是乌托邦平原南部,坐标是25.1°N 109.9°E,而毅力号降落的位置是耶泽罗撞击坑,两者相距超过1800千米!

能让两者同时失联的只有火星上发生超大规模的沙尘暴,但是横跨1800千米,真有可能发生吗?其实各位别小看了火星沙尘暴,它的规模是遍布火星全球,不过此次失联规模空前,不仅是火星地面的探测器,还有火星轨道上所有运行的航天器,全部失联!

火星日凌干扰:地球人无法解决

这个干扰其实还是比较容易理解的,就是火星跑到了太阳“后面”,当然不需要挡住,只要靠得太近,就会因为太阳日冕层发出的全频段干扰而导致信号被淹没在噪声中,当然如果太阳要是挡住信号那就更加不行了。

太阳系的八大行星都大致在黄道面上公转,由于其速度差,总有一天会跑到太阳的另一边,当然外行星存在的情况是日凌,而内行星则有两种情况,一种是日凌,另一种是凌日,两种的区别如下:

凌日是内行星从地球和太阳之间通过,地球上可以看到该行星在“太阳表面经过”,而合日则是该行星“靠近”太阳,包括从“正面经过”和“背面经过”,这次就是属于合日,火星从“太阳背面”经过,当然并没有从太阳背面,而是在极近的视角。

太阳是一个等离子“火球”,日冕层百万度的高温发出的辐射,从电磁波段到X射线波段的,涵盖了人类通信的几乎所有手段,所以当火星视角太接近太阳时,太阳的强大电磁波信号会将测控信号彻底淹没,所以无论是NASA还是CNSA(中国国家航天局)或者ESA(欧空局),或者ISRO(印度宇航组织)以及UAESA(阿联酋空间局)都没有任何办法,这些国家和组织都在火星表面或者轨道上有航天器存在。

什么时候开始会失去联系?

其实火地之间通信并不是说断就断的,只是在火星在“靠近太阳”的过程中由于干扰,误码率会增加,当误码率高到一定程度,难以正常传输信息时,基本可以认为信号中断失联了,那么怎么样才算是标准呢?

一般是2°,如果太阳活动高峰期还会提早一点,从2021年10月2日19:19分以后,距角开始小于2度,尽管此时中国已经是晚上,但我国在阿根廷的内乌肯深空测控站即将迎来日出,不过到那会地球上也没哪个测控站可以联系得上,“非战之罪”,实在是太阳这个对手太厉害了。

这个接近值10月9日8点39分左右达到最小,此后逐渐远离,到2021年10月14日早上7点20左右大约就远离到了2°的位置,通信基本可以恢复。

为何很多机构说9月份就会中断?

2°中断通信是10月2日,为什么很多机构说9月就会中断?其实这个和太阳活动有关系,日冕层“涨落”以及太阳的日珥等活动都会改变太阳的“直径”,因此说从9月底开始并没有毛病,从9月底到十月中,大约接近20天左右,谁都不知道祝融号在火星上干什么!

失联的祝融号和毅力号打算干嘛?

2019年9月份火星合日期间,尽管好奇号火星探测车具有很强的自主任务能力,但仍然暂停行驶,摄像机也暂停拍摄画面,洞察号的机械臂也暂时不移动,但探测器的科学研究工作仍将继续。

为什么会这样?其实很简单,因为火星车在火星地面的探测活动需要人在回路中参与,一旦判断失误造成翻车那就彻底瞎了,所以无法联系时火星车是不可能自行活动的,毕竟这半个多月的时间不是问题,但要是就此报废,那绝对是个大问题。

所以可以推测,我国的祝融号也会静止不动等待恢复联系,但被动的数据探测是不会停止的,比如大气数据,气温、风速等等,而且它和天问一号着陆器和轨道器之间的通讯并不会中断,那个会受到轨道器凌日影响,但时间非常有限。

有什么手段能让地球和火星一直保持联系?

地火之间的距离最短是5500万千米,最远可达4亿千米,无线电跨越这个距离大约需要2.7分钟到22.2分钟不等,这就是无线电的局限,它还要受到合日干扰,难道就没有一种没有延时且不被干扰的通信吗?

传说中的量子通信明显是可以解决问题的,当然这种直接利用量子纠缠的通信是无法实现的,而量子加密通信是建立在传统的激光通信或者无线电通信技术之上,它无法解决日凌干扰。

不过要是在火星轨道上建立一个激光通信的星座,通过环太阳轨道的多个探测器中继与地球之间保持联系,这倒不是不可以,比如可以发射激光通信中继卫星,或者一颗大口径天线的卫星中继无线电信号也是可以的,只是为了这半个多月的通信,花那么大价钱,到底值不值?

延伸阅读:火星上看地球合日或者凌日

这次地球看火星躲到太阳背后,其实从火星看也是地球躲到了太阳背后,在火星看来这叫做地球合日,但还有另一种情况,就是火星冲日时,在火星看来,地球在天空中慢慢接近太阳,如果距离过近,尽管火星探测器向地球发射的信号我们能收到,但火星探测器无法接收到地球发出的信号,因为被太阳淹没了。

从2022年12月7日开始,地球和太阳的视角小于2°,此时信号传输即将中断,一直要到12月10日左右才会恢复到大于2度,到此时才会恢复正常通信,由于地球对火星来说是内行星,它的运行速度要快得多,因此2022年火星的通信中断也就3天左右,只有这次的1/5不到。

各位有没有发现都是晚上?当然这没所谓,轨道器环绕火星时大部分时间都能看到地球,所以一般从此时开始就算是通信恢复啦。当然更关键的是我们相信祝融号能正常工作到那个时候,而且将会运行得更久!