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这个装置将接收“天问一号”来自4亿公里火星的问候,相当于9个篮球场大小
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来源:上观新闻 作者:黄海华 2020-04-26 17:01
摘要:将成为亚洲最大的单口径全可动天线


解放日报·上观新闻记者从中科院国家天文台获悉,4月25日,由国家天文台承建的首次火星探测工程地面应用系统在天津武清站成功完成了70米天线反射体的整体吊装。70米天线建成后,将成为亚洲最大的单口径全可动天线,可接收来自4亿公里之遥微弱信号的数据。预计到2020年10月,70米天线能完全具备“天问一号”火星探测的数据接收能力。


70米天线反射体完成整体吊装


为何选择火星做为中国行星探测的第一站?国家天文台副台长、中国首次火星探测工程副总设计师兼地面应用系统总指挥李春来介绍,火星是在太阳系中距离地球较近、自然环境与地球最为类似的行星之一,一直以来都是人类深空探测的热点。从1961年以来至今,已实施的火星探测活动达到45次,但成功和部分成功的任务一共仅有22次。除月球之外,火星是最受关注的天体。

中国首次自主火星探测不仅在于探究火星生命的存在和演化过程等问题,更可以借此了解地球的演化历史和预测地球的未来变化趋势,同时也为人类开辟新的生存空间寻找潜在的目标。探测和研究火星,最终目的是为了地球和人类,是为人类社会的可持续发展服务。按照计划,“天问一号”火星探测任务将一次性完成“绕、落、巡”三大任务,这也标志着我国行星探测的大幕正式拉开。

70米天线与火星探测器数据传输通信示意图


火星探测数据的接收和此前探月数据的接收有何不同?为什么要建这个70米的大天线?李春来说,月球与地球的距离约为36~40万公里,而火星距离地球为5600万~4亿公里,地火最远距离约为地月距离的1000倍。发射信号的衰减与距离的平方成正比,相同发射功率的信号到达地球将非常微弱,而增大地面接收天线的口径(也就是接收面积),是提高信号信噪比的基本途径。

火星探测对数据接收任务来说是一项严峻的挑战,从火星来的信号衰减非常厉害,信号非常弱,没有这个大口径的天线,就不能完成数据接收的任务。据介绍,在最远的时候,很可能还得加上密云的50米天线和40米天线,以及昆明的40米天线,四个天线同时接收数据,然后进行信号合成,才能完成火星探测数据的接收任务。

70米天线建成后的效果图

70米天线是否还能接收其他行星或深空探测的数据?李春来介绍,这是可以做到的,天线是通用设备,一个70米天线相当于3个40米天线,但如果频段或数据模式不同,则需要安装相应频段的接收机和解调设备。70米天线建成后,能够大幅度提高我国深空探测下行数据的接收能力,为完成我国首次火星探测工程任务以及后续的小行星、彗星等深空探测提供坚实基础。

栏目主编:黄海华 文字编辑:黄海华 图片编辑:笪曦
本文图片由国家天文台提供
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