ramy  2021-02-19 15:17:47  赢咖4 |   查看评论   
“坚毅”号火星车
▲DSN的布点(来源:NASA)

DSN的总体的信号接收能力从20世纪90年代以来并没有什么实质性的改良。然而,在数字信号处理、天线阵列和误差校正等方面取得了长足的进步。一个明显的标志就是旅行者1号现在距离我们已经达到227亿公里(152天文单位),但是依然能接收到它的微弱信号。所有站点都由中央信号处理中心远程操作,这些中心包含天线指向与控制、遥测数据接收与处理、导航数据生和指令发送等子系统组成。处理好的数据被传输到位于加州的喷气推进实验室(JPL)进行进一步处理,并通过现代通信网络分发给科学团队。www.newsxxw.com

火星附近,现在已经有着仅次于地球的航天器数量,如何才能获得精准的航天器的定位,以及提高信号接收的效率呢?这就要求天线的指向性与信号的识别能力特别强。当前,在天线的波束宽度范围内,一个天线可以同时接收多个航天器的信号。这种能力被称为“单孔径多航天器”(MSPA)。目前深空探测网最多可以同时接收4个航天器信号,即MSPA-4。(不过一次只能有一个航天器获得上行链路)

“坚毅”号火星车
▲DSN正在接收信号。其中MRO就是火星勘测轨道飞行器,M20就是搭载着“坚毅”号火星车的火星2020探测器。(来源:NASATV)

视线再转到火星。在“坚毅”号软着陆的过程中,还有两位好帮手,那就是火星勘测轨道飞行器(MRO)和“马文”号(MAVEN),它们分别于2006年和2014年到达并环绕火星运行。其中,MRO承担了非常重要通信中继任务,它从“坚毅”号火星车那儿接收技术状态等信息,然后将转发到地球上的深空探测网络。为了迎接新队友加盟,MRO做了相应的调整,确保在“坚毅”号整个着陆阶段正好经过着陆区上空。在收到“坚毅”号的相关数据后,只需大约16秒的延时,它就能将数据重新封装为大约5秒钟的数据包发回地球。位于马德里附近的天线作为主力接收来自火星的信号,位于加州的天线作为支持与备份。(与中国的天问一号一样,“毅力”号也会始终通过X波段发送没有详细工程数据的简单信标,帮助地面工程师第一时间了解它是不是完成了关键动作。)

 

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