成功！中歐火星探測(cè)器開展在軌中繼通信試驗(yàn)

11月，我國(guó)“天問一號(hào)”與歐空局“火星快車”任務(wù)團(tuán)隊(duì)合作，開展了“祝融號(hào)”火星車與“火星快車”軌道器在軌中繼通信試驗(yàn)，取得圓滿成功。
我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)天問一號(hào)探測(cè)器（含“祝融號(hào)”火星車、進(jìn)入艙、環(huán)繞器等）及其發(fā)射使用的長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭由中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司研制，工程其他分系統(tǒng)也有航天科技集團(tuán)所屬相關(guān)單位參與。

試驗(yàn)前，雙方向各自探測(cè)器上行指令做好試驗(yàn)準(zhǔn)備。在約定時(shí)刻，由“祝融號(hào)”向“火星快車”發(fā)送測(cè)試數(shù)據(jù)，通信距離約4000千米，通信時(shí)長(zhǎng)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(cè)控站，測(cè)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(tuán)隊(duì)解譯后，判讀數(shù)據(jù)的正確性。試驗(yàn)過程如圖所示。▲ “祝融號(hào)”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(duì)地通信能力較弱，無(wú)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(qiáng)的軌道器轉(zhuǎn)發(fā)給地面接收系統(tǒng)，這個(gè)過程稱作中繼通信。

5月15日，天問一號(hào)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(hào)探測(cè)器環(huán)繞器成功實(shí)施第四次近火制動(dòng)，順利進(jìn)入周期為8.2小時(shí)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(cè)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(jìn)行“地火傳書”；

5月22日，“祝融號(hào)”火星車安全駛離著陸平臺(tái)，到達(dá)火星表面，開始巡視探測(cè)；至8月，“祝融號(hào)”火星車圓滿完成既定巡視探測(cè)任務(wù)目標(biāo)，各項(xiàng)狀態(tài)良好，繼續(xù)開展探測(cè)任務(wù)。

11月8日，天問一號(hào)探測(cè)器環(huán)繞器成功實(shí)施第五次近火制動(dòng)，準(zhǔn)確進(jìn)入遙感使命軌道，開展火星全球遙感探測(cè)。工程研制團(tuán)隊(duì)優(yōu)化了軌道設(shè)計(jì)，綜合考慮環(huán)繞器全球遙感探測(cè)和火星車中繼通信需求。

▲ 天問一號(hào)探測(cè)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(huì)先向火星車發(fā)送一個(gè)“發(fā)起”信號(hào)，隨后火星車回復(fù)“確認(rèn)”信號(hào)，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(hào)”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(hào)”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(shí)間，由“祝融號(hào)”直接發(fā)送數(shù)據(jù)，“火星快車”進(jìn)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(jī)會(huì)實(shí)際使用該功能。歐空局表示，此次試驗(yàn)是“火星快車”在軌驗(yàn)證“盲收”模式的很好機(jī)會(huì)。▲ “祝融號(hào)”火星車根據(jù)數(shù)據(jù)判讀分析結(jié)果，雙方任務(wù)團(tuán)隊(duì)確認(rèn)“祝融號(hào)”和“火星快車”配置的中繼通信設(shè)備接口匹配，符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，傳輸數(shù)據(jù)內(nèi)容完整正確，試驗(yàn)取得成功。

后續(xù)，雙方將在本階段試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開展科學(xué)數(shù)據(jù)中繼通信合作?！白Ｈ谔?hào)”火星車目前在火星表面工作196個(gè)火星日，累計(jì)行駛1297米，獲取巡視探測(cè)原始科學(xué)數(shù)據(jù)約10GB，能源充足、狀態(tài)良好。

來(lái)源：國(guó)家航天局官網(wǎng)，中國(guó)探月工程官方微信

編輯/劉淮宇 高一鳴

校對(duì)/林佳昕

監(jiān)制/黃希