“祝融号”将进入日凌期 独自度过一个多月的“悠长假期”

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本原创新闻发布具体时间:2021-09-08 22:27 Wednesday
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  央广网北京9月8日消息 据中央广播电视总台中国之声《新闻纵横》报道,记者从航天科技集团五院获悉,“祝融号”火星车8日开始进入日凌前设置期,12日左右,天问一号任务的环绕器也将进入日凌前设置期,从13日开始,环绕器和火星车或将正式进入日凌期。在这一期间,火星车和环绕器将和地球基本失去联系,独自度过一个多月的“悠长假期”。日凌究竟是什么?科学家们又为火星车和环绕器的“假期”做了哪些特殊设计?

  我们身处太阳系中,太阳是绝对的“C位”,不仅体形巨大,不停散发着光和热,它发出的电磁波涵盖面也很广,从短波的γ射线、X射线波段,到长波的无线电波段,一个都不少。因此,当有天体运行至与太阳、地球同一直线时,太阳发出强大电磁波便会将天体发出的无线电信号淹没,使地球无法与天体进行准确通信,从而造成暂时性失联,这种现象就是日凌现象。

  航天科技集团五院天问一号探测器系统总设计师孙泽洲解释说,围绕着太阳,地球公转轨道在最内圈,火星公转轨道在最外圈,形成两个同心圆。而火星公转周期与地球不同,约为687天,因此每隔一段时间,太阳、地球、火星三者便会运行至同一条直线,地球与火星分别位于太阳两侧时,就会出现日凌,这个时期正好也是火星和地球距离最远的3.95亿公里的时候。

  孙泽洲解释:“主要还是由于太阳的辐射噪声等等,导致我们的无线通信不能够很有效地进行数据通信,所以这段时间我们的上行可能也不能进行控制了,下行的数据可能也不能够有效收到了,这就是一个必然的结果。”

  这个日凌的过程就像三个人排队等公交车,最中间的那个人是个大块头,又很吵,所以前后的人就没办法越过中间的人再聊天。在这个过程中,我们的天问一号探测器,不管是环绕器也好,火星车也好,基本都处于一个安全模式,等待通信能够完全恢复之后才能进行下一步工作,大概是一个多月的时间,所以在这个过程中对于探测器的自主性要求就会更高。

  孙泽洲介绍:“相当于在一个月甚至更长一点的时间之内,地面无法获得它的信息,也无法对它进行控制,所以它就要在这一个多月内完全自主运行,包括日常维持自己的健康状态,同时还有一些故障自主检测、故障重构、故障处理等功能。在这个过程中,一旦出现,它也能够检测到,能够在一定程度上使自己处于一个安全的状态。”

  2007年11月,嫦娥一号进行绕月探测时,就曾遭遇过短暂的日凌干扰。但地面控制中心成功在日凌期间对嫦娥一号实施了全程监测,保证了任务顺利实施。相比之下,这一次,日凌持续的时间会长得多,潜在的风险系数也高了很多,天问一号探测器能够圆满完成任务吗?

  作为火星探测器总设计师,孙泽洲对此非常有信心。而这份信心来源于实力,首先,通过此前火星探测器的运行,整个状态已经得到较全面的确认,另一方面,科学家们对软硬件做了很多提前设置,做到有备无患。

  孙泽洲表示:“这种没有地面干预的周期运行,以及对一些影响到安全的故障的检测等等,我们在之前都设计了,而且在地面测试过程中,针对这些内容也都进行过验证。”

  日凌不仅会对火星探测器造成影响,对地球上的人们日常生活也有影响。每年春分、秋分时节,太阳直射赤道,而静止轨道卫星也多运行在赤道上空。此时,太阳、卫星、地球形成一条直线,太阳所发出的电磁波干扰便会影响地球对卫星信号的接收。例如每年春分、秋分前后,世界各地时常会出现电视转播信号不稳定、电视画面出现“雪花”的现象。因此,对日凌的准确预测也是避免日凌带来各种麻烦,帮助火星探测器安然度过“假期”的关键因素之一。

  北京航天飞行控制中心责任总师崔晓峰说:“你要能够准确知道什么时候发生日凌,这依赖于对轨道的精确的确定和对日凌发生的时间以及角度等相关数据信息的计算。地面首先要完成一个准确的预报工作,使得后面针对日凌的准备工作以及各项设置工作能够有条不紊地完成。”

  根据理论推算,9月13日开始,火星车和环绕器将进入日凌期。航天科技集团五院火星探测器总体主任设计师王闯告诉记者:“进入日凌前,环绕器需要对器上状态进行设置,主要是调整环绕器的姿态,启用器上自主管理策略,以便于获取稳定的太阳能并保持对地通信指向,如果出现异常将自动触发故障诊断并自主处置,确保整器安全;火星车进入日凌前,需要进行周期模板调整,匹配日凌后的测控弧段。进入日凌后,环绕器上下行通信链路都处于工作状态,但我们只下行不上行。”

  “不上行,只下行”就是说,地面上的科学家可能还会断断续续收到一些信号,但基本上只收信号不发信号了,同时一直在遥测中。

  王闯告诉记者:“比如要对这些设备的自主温控的温度阈值进行一个设置,相当于它自主运行的时候,地面不管它了,它就自己按阈值来控制,保证设备的温度在安全的工作范围内,保证设备不会出问题。另外就是一些自主的安全逻辑之类,都要再确认一下。”

  日凌结束后,环绕器将择机进入遥感使命轨道,开展火星全球遥感探测,获取火星形貌与地质结构、表面物质成分与土壤类型分布、大气电离层、火星空间环境等科学数据,同时兼顾火星车拓展任务阶段的中继通信。(记者张棉棉)

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责任编辑:郑莉莉

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