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亚洲最大单口径天线完成验收即将正式投入使用
时间:2021-08-05 03:40

  作为我国首次火星探测任务的一个关键设备,随着火星探测器逐渐飞抵环绕火星轨道,我国自主研制的70米口径全可动天线,也是亚洲最大单口径天线日)下午,这座天线的验收会在北京举行,正式交付给它的用户中国科学院国家天文台。

  目前,我国已经投入使用的天线米等多种类型,但是由于火星距离地球较远,已经投入使用的天线无法满足接收火星探测器回传数据的需求,而这座70米口径的天线可以说是为火星任务专门定制的。

  目前,天问一号火星探测器正在逐步靠近火星,预计近期将会被火星引力场捕获,进入环绕火星的轨道。随后火星探测器上携带的多种科学载荷将陆续开机,并回传数据。而能否接收到这些数据,也是本次火星探测任务成败的关键一环。

  由于火星距离地球较远,火星探测器上发出的信号在回传过程中会随着距离的变大而衰减。为了捕捉到这些珍贵而又微弱的信号,研制团队采用了大口径双曲面天线来接收数据,既保证能够接收到足够的信号量,同时也保证传输数据的准确性。

  形象地说,从火星探测器上回传数据就相当于在探测器上用一支激光笔照向地球。虽然信号在火星探测器一端是一个点,但由于传输距离的不断变大,信号在到达地球的时候就变成了一个放大很多倍的圆形面。

  而为了捕捉到这些带着探测数据的信号,天线在接收数据过程中采用双曲面反射,信号通过集中、放大等一系列环节,最终才能将捕获到的数据传输到计算机中进行后续的分析。

  尽管数据信号经过多次反射,能量会产生一定程度的衰减,但由于信号持续不断传向地球,所以只要接收足够多的数据,就可以保证数据的准确性。

  在我国火星探测任务中,轨道器和火星车上共搭载了13台科学设备,在开始环绕火星探测后就会开始大量回传科学探测数据。而由于火星和地球的位置一直处在变化中,所以,天线要时刻处在动态的工作状态,以保证能够获取到回传的数据。

  中国科学院国家天文台研究员 首次火星探测任务工程副总设计师 李春来:这个天线就相当于是一个火星到地球的一条路,这条路上要跑车,这车要把那些数据运回来、要把它拿回来,所以它相当于一个信息的高速公路。天线实际上是和卫星(探测器)联络的唯一途径,只有这个途径能把信息传回来。

  在天问一号火星探测器飞向火星的半年多时间里,70米口径天线已经开始进行测试工作,大概每个月会接收一次科学数据。随着探测器距离火星的距离逐渐拉近,天线天左右,正式开始工作后则每天都会接收大量回传数据。

  中国科学院国家天文台研究员 首次火星探测任务工程副总设计师 李春来:接收火星数据的时候,它肯定就是跟着火星走。它的方位可以旋转360度,可以俯仰90度,所以这个范围只要我们看得见的天区,我都可以(接收数据)。

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