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4億公里外 中美火星探測器集體失聯(lián) 火星上發(fā)生了什么

最近,中國的天問一號和祝融號,以及美國的毅力號火星車,先后與地面控制中心失去聯(lián)系。此時,火星軌道和地表上總共有11個火星探測器陷入失聯(lián)狀態(tài)。這些位于距離地球3.95億公里的火星探測器,眼下只能憑借自身的智能執(zhí)行有限的科研任務(wù),或者干脆原地待命。各地面控制中心的屏幕上現(xiàn)在充斥著白噪聲,形似小時候電視信號不佳時的雪花效應(yīng)。

這一切并非外太空神秘勢力的作為,反而源自我們熟悉的存在——太陽。作為太陽系的“老大”,太陽一直是我們星系內(nèi)最主要的射電源。如果沒有地球磁場偏折了大部分帶電粒子,今天的人類文明將無法使用電磁波進(jìn)行通信。

關(guān)于火星探測器集體失聯(lián),其實天文學(xué)家早有預(yù)料。雖然火星和地球都是行星,但它們與太陽的距離不同,導(dǎo)致火星和地球的公轉(zhuǎn)周期差異明顯,火星為687天,而地球為365天。這個公轉(zhuǎn)周期的差異使得地球和火星定期分別位于太陽兩側(cè),被天文學(xué)家稱為“日凌現(xiàn)象”。

在日凌期間,無論是從地球發(fā)送到火星的電磁波,還是從火星傳回地球的電磁波,都會在半途中撞上太陽,然后被太陽發(fā)射的全頻段電磁波淹沒,導(dǎo)致地球和火星之間失去聯(lián)系。

實際上,在九月下旬,隨著地球和火星在太陽系中的運(yùn)動,地面控制中心就已經(jīng)察覺到了太陽電磁干擾的跡象。當(dāng)時已經(jīng)發(fā)生了通訊不穩(wěn)定甚至中斷的情況。因此,嚴(yán)格來說,日凌干擾其實在半個多月前就開始了。

幾天前,火星探測器們完全失聯(lián),意味著日凌干擾達(dá)到了最強(qiáng)烈的階段。當(dāng)時地球和火星分別位于太陽的兩端,彼此的距離從最近時的5500萬公里增至3.95億公里。

根據(jù)對兩顆行星公轉(zhuǎn)軌道速度的計算,天文學(xué)家預(yù)計此次日凌干擾將持續(xù)一個月左右,即從九月下旬一直到十月下旬。在此期間,所有火星探測器和火星車只能保證最低限度的活動,祝融號也將進(jìn)入自主管理狀態(tài)。

計劃中,當(dāng)日凌干擾結(jié)束后,地面控制中心將聯(lián)系祝融號火星車前往烏托邦平原南部的古海陸交界地帶,執(zhí)行新的拓展任務(wù)。若幸運(yùn)的話,或許能在這片古老的火星海床地區(qū)找到生命存在的證據(jù)。

而正在火星軌道上繞行的天問一號將繼續(xù)對火星地表進(jìn)行遙感測繪,提高“火星地圖”的精度,收集足夠的火星地貌數(shù)據(jù),為后續(xù)發(fā)射火星取樣返回器找到合適的著陸點,同時為未來的載人登陸火星選擇適宜的基地位置做準(zhǔn)備。

需要指出的是,隨著地球和火星未來的運(yùn)動,類似今天的日凌干擾現(xiàn)象將會不斷重復(fù)發(fā)生。解決這一問題的唯一辦法是在火星和地球軌道之間建設(shè)一批信號中繼站或中繼衛(wèi)星,讓日凌期間的電磁波能夠繞過太陽,通過中繼站傳達(dá)到火星。

實際上,中國早在嫦娥四號著陸月球背面之前,就已經(jīng)采取了類似的做法。鑒于月球會阻擋地面控制中心的信號,中國發(fā)射了“鵲橋”通信中繼衛(wèi)星,確保嫦娥四號即使在月球背面,也能將圖像通過“鵲橋”傳回地球。

展望未來,由大量中繼衛(wèi)星構(gòu)建的更大規(guī)模太空互聯(lián)網(wǎng)將成為太空時代的標(biāo)配。屆時,無論是在地球、月球還是火星,人們都能通過中繼衛(wèi)星繼續(xù)進(jìn)行網(wǎng)上沖浪活動。或許在未來,“星際互聯(lián)網(wǎng)”中的自拍、建房、做飯等常見內(nèi)容將變得司空見慣。

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