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70米口徑天線將投入使用,亞洲最大,它將決定探火任務是否成功

70米口徑天線將投入使用,亞洲最大,它將決定探火任務是否成功

2020年7月23日,我國第一顆火星探測器“天問一號”順利升空,同一階段還有美國的“毅力號”,阿聯酋的“希望號”,三個探測器同臺競技,MASA探測火星輕車熟路,而我國和阿聯酋都是第一次探火。但論複雜程度還是“天問一號”更勝一籌。

我國的“天問一號”火星探測器將同時進行三項任務,包括環繞火星飛行、火星軟著陸以及釋放火星車進行巡迴探測,因此難度要更高一點。但實際上此次火星探測的成敗不在“天問一號”探測器本身,而是在於地球上的訊號接收裝置。

火星探測訊號接收要更難

火星是太陽系的八大行星之一,按照軌道從內到外排到第四位,僅在地球之外,但由於公轉速度不同,地球和火星之間的距離是動圖變化的,當它們處在太陽的兩側,此時此刻距離最遠超過4億公里。當火星和地球處在太陽的同一側,它們的最近距離大約是5500萬公里。

進行火星探測為了節省燃料,攜帶更多的科學載核,各個國家都會選擇恰當的時機發射探測器,這就是所謂的火星探測視窗期,大約兩年一次,在7-8月份左右,下一次火星探測視窗期將在2022年來臨。

我國天問一號目前飛行里程已經達到4。5億公里,距離地球大約是1。7億公里,據相關報道“天問一號”將在2月10日左右進行近火制動,也就是俗稱的太空剎車,“天問一號”將進入環繞火星飛行之旅,此後相關的科學載核將逐步展開進入工作狀態。

火星探測不同於月球探測,月球和地球的平均距離38萬公里,我國現有的接收訊號和發射訊號的系統完全可以滿足,但是火星探測需要在超過1億公里之外傳回訊號,也就是探測的資訊,因此難度要更大,就需要更大口徑的天線進行協助。屆時天問一號將會有13臺科學載核工作收集資料並且發回地球。

70米口徑可動天線完成驗收,將投入使用

2月3日據相關報道,我國自主研製的70米口徑單體天線完成驗收,即將投入使用。這個天線是亞洲最大的單口徑天線,可以完成360度旋轉,俯仰角度在0-90度。它的整體雙曲面反射面版可以達到4560平方米,大約是10個籃球場大小。此前我國用於太空探測的天線有30米、40米、50米等多種型別,但是這些都無法滿足火星探測的需求。因此可以說這個直徑70米的天線,正是為火星探測專案準備的。

我們可以做一個比喻,從火星上傳回訊號,相當於站在火星上用一個鐳射筆來照射地球,但是由於傳輸距離過大,即使訊號發出時為一個“點”,但是當到達地球后訊號的能量會大量縮減,因此說大口徑的天線是必要的。大口徑天線的接收放大能力更好,70米口徑天線完全適合深空探測需求。

待天問一號正式抵達火星,這個新的亞洲單口徑之最天線將開始接受火星傳回的訊號,屆時才算是天問一號火星探測器的成功。

未來的深空探測

“天問一號”火星探測器是我國深空探測系列的第一顆探測器,未來在這個專案下還會進行更多複雜的太空探測任務。我國的太空探測起步雖然比美蘇要晚,但是發展速度十分驚人。第一大塊就是載人航天,自主空間站的設計建造;第二大部分就是嫦娥工程,完成繞落回三步走戰略;第三大部分就是深空探測,例如對火星、金星以及更遠處的土星和木星等探測。

可以說人類的未來並不在地球之上,而是外太空。就像是俄羅斯科學家所說:人類必須要儲備星球,以便未來地球上發生較大的災難或者爆發戰爭,地球上不適合人類生存的時候,我們必須要有第二個選擇。

這個選擇其實就是新的家園,目前來看火星算是候選行星之一,在未來如果科技水平足夠,人類還會對木星和土星的一些關鍵性衛星進行探測,例如土衛六上有液態的甲烷湖泊,並且它是唯一有天然大氣層的衛星。而木衛二歐羅巴上擁有厚厚的冰層,冰層之下被認為是液態海洋,可能存在生命,未來在太空領域我們還是有很大作為的。

說在最後

天問一號攜帶著我們的希望正在飛往火星,這是中國第一次進行深空探測,它的成功與否至關重要,因為在未來還會有更多針對其它星球的探測任務,因此說組建深空網路對未來是有積極作用的。