量子位|探测器扎堆火星,毅力号:谁挡我WiFi了!

现在 , 火星上是越来越热闹了 。
“机遇号”、“好奇号”、“毅力号”、“天问一号”……探测火星的飞行器数量已经是一只手都数不过来了!

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“毅力号”
更多的探测意味着人类对火星的了解会更加深入 , 但同时也带来了一个棘手的问题:
会使太空中的无线电干扰更为复杂 。
这就好比我们打电话 , 本来就信号差 , 旁边还有一堆打电话的人 , 那最后的结果只有:
当前通话质量不佳 。

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就没有什么解决的办法吗?
对此 , “毅力号”首席电信工程师彼得·伊洛特(Peter Ilott)给出了解答 , 并以“毅力号”为例提供了一些可行方案 。
“喂?听得清吗?”
其实从火星上传回数据 , 本身就不是件简单的事情 。
火星到地球的最远距离有4亿千米 , 远距离传输不仅耗时长 , 而且信号还会有损耗 。
而此前探测器经常使用的X波段通信系统 , 往往是传的慢还传的少 。
为此 , NASA研究人员在“毅力号”上尝试性地使用了超高频传输;
结果发现“是真的香啊”!

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拿“老爷车”奥德赛号(2001年发射的火星探测卫星)做个对比:
它使用X波段系统来传输数据 , 一天下来能够传输80兆字节 , 就已经让研究人员们倍感欣慰了 。
而“毅力号”使用超高频传输的话 , 通常一次传输就能得到“奥德赛号”十倍以上的数据 , 一天传输4-5次 , 最后可以得到超过1000兆字节的数据!

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这一突破也使得“毅力号”可以在日常工作中交替使用不同波段 。
在火星时间的早上 , “毅力号”用天线在X波段(7-11.2 GHz)监测来自地球的信号;
于此同时 , 地球上工作人员会把当天要执行的任务指令发送出去 , “毅力号”在接收到信号并确定可以执行后 , 会再向地球发送“确认”信号 。
等到晚上 , 探测器结束一天的工作后 , 会进入睡眠状态 。
当轨道飞行器从其上方经过时 , 使用超高频(300-300GHz)传输出大量数据 。
先要内部和谐
随着火星上探测器越来越多 , 被“同行”干扰的情况势必会出现 。
此前“毅力号”就发现了来自美国自己飞行器的干扰 。
研究人员早晨在接收“毅力号”返回的X波信号时 , 突然有一段高频率出现在了频道内!
虽然最后有惊无险 , 但是也证明无线电干扰的确是个不可忽视的隐患 。

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有着最多火星探测器的美国 , 已经构建出了一个火星中继网络让它们彼此相互配合 , 并且实现了一定程度上的自动化 。
在这个过程中 , 需要使用一个叫做MaROS的调度工具 。
火星车在收集数据后 , 首先会检测自己可以向哪一个卫星发送数据 , 检测完毕后会将结果发送给MaROS , 然后完成调度开始接收数据 。
不过研究人员也表示 , 随着探测器越来越多 , 这个网络之后将会变得更加复杂 。
未来应该怎么办?
其实处理飞行器之间相互的干扰 , 航空电子器件本身产生的电磁波也会对传输数据造成干扰 。
比如在使用一些特定仪器时 , 必须要把超高频关闭 。
对于这个问题 , 科学家们目前还没有找到非常好的解决办法 。

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【量子位|探测器扎堆火星,毅力号:谁挡我WiFi了!】对此 , “毅力号”首席电信工程师彼得·伊洛特(Peter Ilott)表示 , 下一步应该尽快让电磁抗干扰队伍加入进来 。 并且随着技术的进步 , 航天研究未来会更加关注这方面的问题 。

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