火星|中国又突破新技能:接收4亿万公里外科学数据!专门接听火星信号

近日 , 由中国自主研制——亚洲最大——70米口径全可动天线完成验收 , 将正式上岗!
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图为 央视新闻报道截图
据《央视新闻》报道 , 3日下午 , 在北京完成了这座天线的验收会 , 并且正式交付给了中国科学院国家天文台 。
“亚洲最大单口径天线” , 光是听名字就感觉“不得了” , 那么你们可知道它有何用处吗?可能有些人已经猜出来了 , 没错 , 就是用于接收天问一号的数据 。 此外 , 它可以双曲面接收 , 捕捉4亿公里外科学数据 。 可以说 , 这座天线就是为“火星任务”独家定制的 。
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图为 70米口径天线
中国负责火星探测任务工程的副总设计师李春来说:“如果我们不能收到火星探测的科学数据 , 那我们的火星探测则是失败和毫无意义的 。 所以想接收来自火星的信号 , 这座天线是一大关键 , 这也直接关系到火星探测项目的成败 。 ”
举个形象的例子 , 从火星探测器上回传数据 , 就如同在探测器上用一支激光笔照向地球 。 随着照射的面积不断变大 , 当光越来越接近地球时 , 就变成了一个放大很多倍的圆形面 。 而在接收信号的过程中 , 会随着距离的改变 , 它的能量和密度都会变小 , 从而我们能接收到的能量就会越少 。 因此 , 我们需要一个大面积的天线以集中这些能量 。
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图为 中国火星探测器
目前 , 我国投入使用的有35米、40米和50米等多种类型的天线 , 但是由于地球与火星之间的距离较远 , 以至于这些投入使用的天线达不到我们预期的效果 , 无法满足接收火星探测器回传数据的需求 。 但现在 , 这座70米口径的天线解决了这一需求 。
李春来表示 , 为了捕捉这些珍贵且微弱的信号 , 研制团队研发制造了大口径双曲面天线 , 采用双曲面反射 , 信号通过放大、集中等一系列环节 , 最终捕获到回传数据 。 这样不仅能保证能够接收到足够的信号 , 同时还能保证传输数据的准确性 。
需要指出的是 , 由于我国在火星探测任务中的轨道器和火星车上共搭载了13台科学设备 , 当它们开始环绕火星探测后 , 就开始大量回传科学探测数据 。 在火星和地球的位置一直不停变化的状态下 , 天线必须要时刻处在动态的工作状态 , 以保证我们能够获取更多的回传数据 。
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图为 70米口径天线
从“天问一号”火星探测器飞向火星到现在 , 已经过去半年多时间 。 现如今 , 70米口径天线已经开始进行测试工作 。 据李春来介绍 , 它大概会每月接收一次科学数据 , 与此同时 , 随着探测器与火星的距离被逐渐拉近 , 天线获取数据的频次将会提升到大概每10天一次 。 正式上岗后 , 70米口径则每天都会接收大量回传数据 。
值得一提的是 , 它还可以“自由旋转” , 可旋转360°和俯仰90° , 只要在这范围能看见的天区 , 我们都可以接收数据 。 这代表着我们能接收到更多的回传数据 , 意味着中国在“火星探测”上的任务又更进一步!(小野)


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