剛剛慶祝完祝融號登陸火星百日,9月它就要失聯了?這則看起來有些聳人聽聞的消息,實則確有其事。大約自9月中下旬開始,包括祝融號、“好奇”號、“毅力”號等在內的衆多火星探測器都將陸續與地球失聯。

但出現問題的並非是探測器,而是火星即將和地球玩起“捉迷藏”的遊戲——它將躲在太陽身後一個多月,對地球避而不見。當然,大家大可不必爲此擔心,科學家對此早有準備。

失聯的“禍首”是日凌

太陽不僅是一個巨大的“火球”,也是一臺巨大的噪聲製造機。它發出的電磁波涵蓋範圍廣,從短波的γ射線、X射線波段,到長波的無線電波段,太陽都兼容幷包。因此,當有天體運行至與太陽、地球同一直線時,這種情況通常被稱爲日凌。此時,太陽發出的強大電磁波便會將天體發出的無線電信號淹沒,使得地球無法與其進行準確通信,從而造成暫時性失聯。

此次導致祝融號以及環繞器失聯的原因便是如此。以太陽爲中心,地球公轉軌道在內,火星公轉軌道在外,形成兩個同心圓。而火星公轉週期與地球不同,約爲687天,因此每隔一段時間,太陽、地球、火星三者便會運行至同一條直線。尤其是當火星運行至太陽身後,與地球分置於太陽兩側時,便會造成顯著的日凌影響。

天問一號探測器系統總設計師孫澤洲解釋道,太陽自身龐大的體積不僅會遮擋火星探測器發出的信號,其產生的強烈電磁干擾也會使得地球無法在龐雜的背景噪音中準確分辨出火星探測器的信號,從而造成信號接收困難。同時,地球上傳至火星的信號也會被太陽電磁波所覆蓋,無法準確到達,致使兩者之間的有效通信被迫中斷。“上行無法進行控制,下行數據也很難有效接收。”孫澤洲還補充道,此時恰巧火星與地球之間距離也達到了最遠的3.95億公里。

日凌不僅會對火星探測器造成影響,其對人們日常生活的影響也時有發生。每年春分、秋分時節,太陽直射赤道,而靜止軌道衛星也多運行在赤道上空。此時,太陽、衛星、地球形成一條直線,太陽所發出的電磁波干擾便會影響地球對衛星信號的接收。例如每年春分、秋分前後,世界各地時常會出現電視轉播信號不穩定、電視畫面出現“雪花”的現象。今年2月,國家廣播電視總局便發佈了2021年全國主要城市春季衛星日凌時間預告,稱在2月25日至3月17日期間,用於我國廣播電視節目傳輸的中星6A、亞太5C等衛星進入日凌期,影響包括北京、上海、杭州在內的多座城市電視信號的接收,持續時間從幾分鐘至十幾分鐘不等。

給祝融號放個“長假”

日凌導致火星探測器失聯,雖然聽起來可怕,但祝融號及其環繞器早已做好充分準備。

孫澤洲介紹,在日凌期間,祝融號火星車與環繞器將暫停所有科學活動,轉入安全模式,靜靜等待日凌過去。但他強調,安全模式並不意味着完全停止工作。人睡着後,雖然停止了活動,但仍然需要維持身體各項機能正常運轉。火星車與環繞器也是如此,如環繞器需要依靠自主控制保持自身的飛行狀態,祝融號火星車也要持續獲取能量和進行溫度控制等,以保證在日凌結束後能夠迅速恢復工作狀態。“這個過程中對於探測器自主性的要求可能會很高,因爲在一個月甚至更長一點的時間內,需要它們完全自主運行。”孫澤洲說,“我還是比較放心的,相信兩器可以平穩度過日凌。”

無論面臨什麼情況,祝融號與環繞器都已做好充分準備。等待日凌“長假”結束後,它們也將開啓新的征程。

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