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隻手都數不過來了!

更多的探測意味着人類對火星的瞭解會更加深入,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爲複雜。

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,那最後的結果只有:

當前通話質量不佳。

就沒有什麼解決的辦法嗎?

對此,“毅力號”首席電信工程師彼得·伊洛特(Peter Ilott)給出瞭解答,並以“毅力號”爲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。

爲此,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,最後可以得到超過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;

於此同時,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”在接收到信號並確定可以執行後,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後,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

隨着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!

雖然最後有驚無險,但是也證明線電干擾的確是個不可忽視的隱患

有着最多火星探測器的美國,已經構建出了一個火星中繼網絡讓它們彼此相互配合,並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。

火星車在收集數據後,首先會檢測自己可以向哪一個衛星發送數據,檢測完畢後會將結果發送給MaROS,然後完成調度開始接收數據。

不過研究人員也表示,隨着探測器越來越多,這個網絡之後將會變得更加複雜。

未來應該怎麼辦?

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

對於這個問題,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,下一步應該儘快讓電磁抗干擾隊伍加入進來。並且隨着技術的進步,航天研究未來會更加關注這方面的問題。

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