日前，我國“天問一號”與歐空局“火星快車”任務(wù)團隊合作，開展了“祝融號”火星車與“火星快車”軌道器在軌中繼通信試驗，取得圓滿成功。

我國首次火星探測任務(wù)天問一號探測器（含“祝融號”火星車、進入艙、環(huán)繞器等）及其發(fā)射使用的長征五號運載火箭由中國航天科技集團有限公司研制，航天科技集團所屬相關(guān)單位參與工程其他分系統(tǒng)研制。

試驗前，雙方向各自探測器上行指令做好試驗準(zhǔn)備。在約定時刻，由“祝融號”向“火星快車”發(fā)送測試數(shù)據(jù)，通信距離約4000千米，通信時長10分鐘。“火星快車”接收數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)發(fā)給歐空局所屬深空測控站，測控站接收后發(fā)送給歐洲空間操作中心（ESOC），ESOC再轉(zhuǎn)發(fā)至北京航天飛行控制中心，由中方技術(shù)團隊解譯后，判讀數(shù)據(jù)的正確性。

“祝融號”和“火星快車”中繼通信示意圖

受重量和體積約束，火星車直接對地通信能力較弱，無法滿足大量數(shù)據(jù)傳輸需求，因此需要將數(shù)據(jù)發(fā)送給距離較近的火星軌道器（即“環(huán)繞器”），由通信能力更強的軌道器轉(zhuǎn)發(fā)給地面接收系統(tǒng)，這個過程稱作中繼通信。

5月15日，天問一號著陸巡視器成功著陸于火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)；5月17日，天問一號探測器環(huán)繞器成功實施第四次近火制動，順利進入周期為8.2小時中繼通信軌道，兩器建立器間通信鏈路，第一次通過環(huán)繞器傳回火星車遙測數(shù)據(jù)，在這一階段，環(huán)繞器的主要工作是做地球和火星之間的“信使”，進行“地火傳書”；5月22日，“祝融號”火星車安全駛離著陸平臺，到達火星表面，開始巡視探測；至8月，“祝融號”火星車圓滿完成既定巡視探測任務(wù)目標(biāo)，各項狀態(tài)良好，繼續(xù)開展探測任務(wù)。

11月8日，天問一號探測器環(huán)繞器成功實施第五次近火制動，準(zhǔn)確進入遙感使命軌道，開展火星全球遙感探測。工程研制團隊優(yōu)化了軌道設(shè)計，綜合考慮環(huán)繞器全球遙感探測和火星車中繼通信需求。

天問一號探測器環(huán)繞器支持地火中繼通信（示意圖）

一般情況下，在建立中繼通信前，軌道器會先向火星車發(fā)送一個“發(fā)起”信號，隨后火星車回復(fù)“確認(rèn)”信號，然后雙方建立穩(wěn)定的雙向中繼通信鏈路，就像朋友打電話需先撥通電話一樣。

由于歐空局“火星快車”發(fā)射頻率與“祝融號”接收頻率不匹配，不能通過“撥通電話”的方式建立通信鏈路。“祝融號”發(fā)射頻率與“火星快車”接收頻率匹配，因此雙方需要事先約定好通信時間，由“祝融號”直接發(fā)送數(shù)據(jù)，“火星快車”進行“盲收”。

“火星快車”軌道器具備“盲收”功能，但在過去十多年里一直沒有機會實際使用該功能。歐空局表示，此次試驗是“火星快車”在軌驗證“盲收”模式的很好機會。

“祝融號”火星車

根據(jù)數(shù)據(jù)判讀分析結(jié)果，雙方任務(wù)團隊確認(rèn)“祝融號”和“火星快車”配置的中繼通信設(shè)備接口匹配，符合國際標(biāo)準(zhǔn)，傳輸數(shù)據(jù)內(nèi)容完整正確，試驗取得成功。后續(xù)，雙方將在本階段試驗的基礎(chǔ)上，進一步開展科學(xué)數(shù)據(jù)中繼通信合作。

目前，“祝融號”火星車在火星表面工作196個火星日，累計行駛1297米，獲取巡視探測原始科學(xué)數(shù)據(jù)約10GB，能源充足、狀態(tài)良好。

【責(zé)任編輯：溫存】