毅力號:「誰擋了我的WiFi了?」愈來愈多探測器發射到火星,太空無線電干擾情況更為複雜

毅力號:「誰擋了我的WiFi了?」愈來愈多探測器發射到火星,太空無線電干擾情況更為複雜

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現在,火星上是越來越熱鬧了。

「機遇號」、「好奇號」、「毅力號」、「天問一號」……探測火星的飛行器數量愈來愈多!

「毅力號」

無線電干擾更為複雜

更多的探測意味著人類對火星的了解會更加深入,但同時也帶來了一個棘手的問題:太空中的無線電干擾更為複雜。

這就好比我們打電話,本來就訊號就很差,旁邊還有一堆人也在打電話,那最後的結果只有:當前通話品質更差。

這有什麼解決的辦法嗎?

對此,「毅力號」首席電信工程師彼得·伊洛特(Peter Ilott)給出了解答,並以「毅力號」為例提供了一些可行方案。

 

「喂?聽得清楚嗎?」

其實從火星上傳回數據,本身就不是件簡單的事情。火星到地球的最遠距離有4億公里,遠距離傳輸不僅耗時長,而且訊號還會有損耗。

而此前探測器經常使用的X波段通訊系統,往往是傳的慢還傳的少。

為此,NASA研究人員在「毅力號」上嘗試性地使用了超高頻傳輸;

結果發現效果真的很不錯!

毅力號:「誰擋了我的WiFi了?」愈來愈多探測器發射到火星,太空無線電干擾情況更為複雜

拿「老爺車」奧德賽號(2001年發射的火星探測衛星)做個對比:

它使用X波段系統來傳輸數據,一天下來能夠傳輸80 MB的資料,就已經讓研究人員們倍感欣慰了。

而「毅力號」使用超高頻傳輸的話,通常一次傳輸就能得到「奧德賽號」十倍以上的數據,一天傳輸4-5次,最後可以得到超過1000 MB的數據資料!

毅力號:「誰擋了我的WiFi了?」愈來愈多探測器發射到火星,太空無線電干擾情況更為複雜

這一突破也使得「毅力號」可以在日常工作中交替使用不同波段。

在火星時間的早上,「毅力號」用天線在X波段(7-11.2 GHz)監測來自地球的訊號;同時,地球上工作人員會把當天要執行的任務指令發送出去,「毅力號」在接收到訊號並確定可以執行後,會再向地球發送「確認」訊號。

等到晚上,探測器結束一天的工作後,會進入休眠狀態。

當軌道飛行器從其上方經過時,使用超高頻(300-300GHz)傳輸出大量數據。

先要內部和諧

隨著火星上探測器越來越多,被「同行」干擾的情況勢必會出現。

此前「毅力號」就發現了來自美國自己飛行器的干擾。

研究人員早晨在接收「毅力號」返回的X波訊號時,突然有一段高頻率出現在了頻道內!

雖然最後有驚無險,但是也證明無線電干擾的確是個不可忽視的隱患。

毅力號:「誰擋了我的WiFi了?」愈來愈多探測器發射到火星,太空無線電干擾情況更為複雜

有著最多火星探測器的美國,已經構建出了一個火星中繼網路讓它們彼此相互配合,並且實現了一定程度上的自動化。

在這個過程中,需要使用一個叫做MaROS的調度工具。

火星車在收集資料後,首先會檢測自己可以向哪一個衛星發送數據,檢測完畢後會將結果發送給MaROS,然後完成調度開始接收數據。

不過研究人員也表示,隨著探測器越來越多,這個網路之後將會變得更加複雜。

未來應該怎麼辦?

其實處理飛行器之間相互的干擾,航空電子器件本身產生的電磁波也會對傳輸數據造成干乾擾。

比如在使用一些特定儀器時,必須要把超高頻關閉。

對於這個問題,科學家們目前還沒有找到非常好的解決辦法。

毅力號:「誰擋了我的WiFi了?」愈來愈多探測器發射到火星,太空無線電干擾情況更為複雜

對此,「毅力號」首席電信工程師彼得·伊洛特(Peter Ilott)表示,下一步應該盡快讓電磁抗干擾團隊加進來。並且隨著技術的進步,航太研究未來會更加關注這方面的問題。

 

 

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