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NASA“火星探测计划”前景堪忧(2)
2017-12-28

【本站2017年12月27日综合报道】通信、“火星2020”和采样返回

NASA在火星周围建立了一个卫星通信网络,使火星成为继地球之外唯一有着卫星通信能力的行星。NASA的轨道科学航天器利用观测任务以外的时间,与火星地面设备进行通信并将数据发回地球,这样就成为了地面任务的数据中继卫星。

在轨道器的辅助下,设计火星表面机器人为火星表面探测任务提供若干有利条件。轨道器具有更大、更强的通信天线,可以更高的数据速率将数据发送回地球。当轨道器飞越上空时,执行火星表面探测任务的探测器可快速地向轨道器发送大量数据,利用其他时间开展火星表面运行与科学探测活动。工程师还可为火星表面任务设计用于“直接到地球”(DTE)通信的小型、低功率天线。降低了对火星表面探测器的质量和电力需求,意味着降低对运载火箭运力的需求,降低进入、下降与着陆的质量需求,提升移动能力,也就大幅降低了整个任务成本。只有在火星周围存在可靠的数据中继卫星,NASA才能使用科学仪器获取大量数据,同时保持巡视器的移动性。

“奥德赛”和“火星勘测轨道器”(MRO)是“机遇”号和“好奇”号巡视器的主要中继卫星。每个轨道器每个火星日都会越过每个巡视器两次。它们还为NASA、欧洲航天局(ESA)和美国太空探索技术公司(SpaceX)未来的任务的进入、下降和着陆提供关键通信覆盖。

维护这个通信基础设施是“火星探测计划”的一个持续性挑战。“奥德赛”和“火星勘测轨道器”已分别在深空中运行16年和12年。虽然两者均正常运行,但是也有老化迹象。2012年,硬件故障迫使“奥德赛”利用备用装置维持探测器稳定。如果该备用装置失效,该航天器将在一年内耗尽剩余的燃料。“火星勘测轨道器”的状态稍好些,但电池和陀螺框架已经老化,在没有任何意外的情况下,需要精心的呵护才能保证运行至2023年。(中国航天系统科学与工程科学院 孔紫琴 李金钊)


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