祝融号信息传回地球要多久

㈠ 祝融号成功着陆五天后才传回火星画面，可能是受了这些因素的影响

美国航空航天局（NASA）在2021年2月19日4时55分接收到了毅力号成功登陆火星的工程数据信号之后的3分钟，毅力号成功着陆所拍到的第一张真实火星照片便也传达到了地球。

可中国的天问一号却需要整整的5天时间！难道说，这3分钟跟五天的时间就是我们跟美国的差距吗？

差距肯定是有的，而且还不小，这个我们得承认，但要说我们需要等待足足五天的时间，其实这个也是有技术上的原因的。

美国深空探测网主要由设置在美国加州的巴斯托，西班牙的马德里还有澳大利亚的堪培拉的信号接收站点组成。

这三个地点在地球上相距所形成的角度恰好在120度左右，这样的布置方式可以让无论是从宇宙中的哪个角落发送到地球的信号，都能被NASA及时地接收到，意思其实也就相当于说，无论你火星什么时候给我发来信号，也无论地球转成了什么样的姿态，反正只要有信号来到地球，NASA都能收到。

那中国呢？组成中国的深空探测网的站点位置是中国最东部的佳木斯，最西部的喀什，还有处在阿根廷西部的萨帕拉。

中国的这种深空探测网布局方式实现了92%的天域覆盖，意思就是说，宇宙中的某个角落的信号传到了地球之后，可以被我们实时接收到的概率是92%。

与美国的相比，其实无论是深空探测的天域上，还是在可探测距离上，中国的确实暂时还是稍弱的。

不过虽说中国的深空探测天域跟距离比不上美国的，但要接收来自于火星的信号，其实这也基本够用了。

所以我们要比美国晚5天才接收到祝融号拍回来的照片的主要原因，其实还是在天问一号上。

理论上来说，无线电波在真空状态下的传播是没有损耗的，而即便太空中有各种各样的粒子尘埃在干扰，但从我们有时会听到说有什么天文台接收到距离地球几千万光年的信号的新闻来看，实际上，这方面的干扰是微乎其微的，不然这么遥远的距离，宇宙尘埃早就把信号给遮挡完了。

其实这也就是说，理论上，只要探测器有功率输出，那么无论它距离地球有多遥远，地球依旧是可以接收得到的。

但是天线的接收效率与传送的距离成反比，而在太空中，距离地球越远，信号被干扰得也就越强，传送的效率跟速度也就越低。

几千万光年之外的信号之所以会被地球接收到，那只是因为地球可以利用超大的距离跟源源不断的电力资源来做大天线，或者是天线列阵来接收那些来自于天外的微弱信号，降低频率震荡的相位噪音，利用低温来实现器件的低噪声，反正就是地球可以利用多种资源跟手段来降低信号的干扰，增强信号的接收能力。

但是天问一号呢？它完全没有像地球上的这样资源的支撑。

五吨的天问一号，除了里面携带的那些贵重的科研仪器之外，它要稳定运行，那就必须得装设推进系统，姿控系统，能量系统，结构系统，温控系统还有通信系统等。

而且因为需要考虑配合火箭整流罩内的尺寸，还要顾及探测器自身结构的稳定性，自以及供电系统的供电能力等，所以这也就意味着天问一号的“锅盖（天线）”不可能做得太大了。

这个其实我们从图片上基本就可以看得出来了，安置在天问一号环绕器上的天线确实不大。

而我们看祝融号通过环绕器发回来的照片，安置在祝融号的“尾巴”上面的天线感觉上仅有巴掌般的大小而已。

祝融号登陆火星那天，环绕器是将祝融号送下了一定的高度，然后才跟它脱离的，而将祝融号送落火星地面之后，环绕需要上升调整轨道以便更好地中继祝融号与地球之间的信息传递，这调整轨道是需要时间的，当然，这不过是我们迟迟未能看到祝融号“自拍”照的主要原因之一而已。

还有另外一个原因就是祝融号与环绕器的通信效率问题了，前面说了无论是祝融号的天线，还是环绕器上的天线，它们都很小，这意味着无论是它们的信号发射能力，还是信号的接收能力，实际上都是很有限的。

而且由于环绕器是一直在火星上空跑着的，在祝融号往上传图片的“网速”就特别慢的情况下，假如祝融号的天线一不留神，对不准上空环绕器，“网速”进一步地被拖慢，或者是环绕器跑到进了火星的地平线，那信号直接就断了，所以祝融号将它的自拍图传送给环绕器的这一步，本就是非常不容易操作的。

可是美国的毅力号呢？在登陆的时候，人家的火星勘测轨道飞行器（MRO） 和 “马文”号（MAVEN）早就在火星的上空盯着了，毅力号一旦登陆成功就可以很轻松地将自拍照往上传。

所以人家毅力号根本不是一个“人”在战斗，但中国的天问一号确实就是一个“人”在战斗。

而且当祝融号成功地将自拍照传给了环绕器之后，环绕器还要用它那尺寸本来就不大的天线给慢慢一点一点地传回地球。

这一转一传的速度，跟人家已经玩了那么多年火星的美国相比，哪能那么着急呢？

我们慢慢来，最后还不是传回来了？

㈡ 祝融号登陆火星，为何火星图像迟迟没有传回地球

祝融号在5月15日成功登陆火星，让中国成为第二个完成火星登陆探测的国家，大家在感到自豪的同时，也非常期待祝融号拍摄的火星照片，以及火星着陆的“惊险画面”，但祝融号为何还没有向地球传回图像呢？

祝融号之所以没有立刻传回图像，并非是设备故障，这一点大家可以放心。最主要的原因，是地火通信的难度较大。

天问一号是中国首次火星探测，轨道飞行器只有一个，因此祝融号需要等待轨道飞行器进入中继通信轨道，才能和地球正常交流。

祝融号到达火星地表后，拍摄到的照片数据会进行存储，然而这些数据想要传回到地球，必须经过轨道飞行器进行中转发送，而随着轨道飞行器的移动，祝融号的通信时间非常有限。

为了提升数据传输效率，祝融号搭载了两种通信设备，根据目前轨道飞行器的轨道位置，每一个火星日，祝融号只有20分钟左右的数据传输时间，并且数据传输的速度较慢，每次传输大约只能发送一张普通画质的照片。

5月15日祝融号完成火星登陆后，轨道飞行器远离了祝融号，在停泊轨道上环绕一周，在17日重新返回中继通信轨道，恢复了地球和火星的正常通信。

按照目前的通信效率，18日或19日，地球就能够收到祝融号传回地球的火星数据。

祝融号数据传递的局限性，主要是因为火星在轨卫星的数量太少，导致祝融号会出现间接性通信中断，也让我们期待的火星照片姗姗来迟。未来只需要再发射1-2颗火星在轨卫星，就可以解决通信问题，做到不间断中继通信。

祝融号虽然没能立刻完成地火通信，发送火星数据，但中国首次火星探测项目能够做到如此复杂，向世界证明了中国航天的力量。

天问一号不但有火星轨道飞行器，还可以进入停泊轨道将祝融号送到火星，完成火星登陆任务后，再次回到中继通信轨道，让祝融号可以和地球通信，如此复杂的火星探测工程，可以说是史无前例。

由于中继卫星较少，17日祝融号才开始传递数据，3天时间的数据量大约可以到达20MB，相信不久之后就能看到祝融号的火星生活，大家耐心等待即可~

㈢ 祝融号传回火星照片，为什么让大家等了这么久呢

这是因为火星与地球的最远距离约4亿公里，而无线电波是以光速传播，信号能量的衰减与传播距离的平方是成正比的。

祝融号配置了两种通信方式，一是直接与地球通信，二是通过天问一号环绕器中继，与地球通信。能直接通信还需要中继是因为祝融号现在距离地球约3.2亿公里，地球只能收到很少的数据，只能把最重要的信息传回来。因此，15日当天一着陆，祝融号就直接向报告“我已着陆，感觉良好”。

着陆后，祝融号用随身携带的相机拍了一些照片，不过要是直接发回地球，即使是一张黑白的照片，理论上也需要八个多小时。而且由于火星的自转，每天能和地球直接通信的时间不到半个小时，所以就舍弃了直接向地球传输图像的功能。因此，要等着环绕器的中继来传输数据。

17日，环绕器进入中继轨道，先和祝融号建立了通信联系。因为环绕器环绕火星一圈是8.2小时，很多时候都是被火星挡着，所以祝融号抓紧在有中继的宝贵时间，先把一些自身状态的重要数据传回来，之后再传图像。

祝融号传回火星照片

5月19日，国家航天局发布我国首次火星探测任务天问一号探测器着陆过程两器分离和着陆后火星车拍摄的影像。图像中，着陆平台驶离坡道以及祝融号火星车太阳翼、天线等机构展开正常到位。

由火星车前避障相机正对火星车前进方向拍摄的图片显示，着陆平台驶离坡道机构展开正常，前进方向地形清晰。为获知火星车前进方向更大范围的地形信息，避障相机采用大广角镜头，在广角镜头畸变的影响下，远处地平线形成一条弧线。

由火星车导航相机镜头指向火星车尾部拍摄的图片显示，火星车太阳翼、天线展开正常到位，火星表面纹理清晰，地貌信息丰富。

以上内容参考映象新闻-国家航天局发布天问一号着陆过程两器分离和落火影像

㈣ 美国火星车运行14年，为何祝融号只有90天

去年7月下旬，我国发射了首个火星探测器——天问一号。经过将近7个月的飞行，天问一号进入火星轨道。又过了3个月的时间，天问一号的着陆平台和祝融号火星车组合体克服“恐怖9分钟”，成功在火星上着陆。

预计在本月22日，祝融号火星车将会下地，正式到火星上“溜达”。虽然祝融号历经千辛万苦才到达火星，但其设计寿命仅为90个火星日（1个火星日约为24.6小时），差不多是92.5个地球日。

其实不然。NASA的机遇号和勇气号也都是采用太阳能，它们都能在火星上运行多年。利用太阳能最怕火星上的大规模沙尘暴，一旦沙尘遮天蔽日，并且沙子覆盖太阳能电池板，将会导致火星车失去电能而报废。但火星上时不时还会刮起大风，这又会吹走电池板上的沙尘，所以机遇号和勇气号可以长时间运行。相信我们的祝融号也能克服重重困难，超额完成任务。

㈤ 科普：祝融号这几天到底忙什么，为什么传个图还这么慢

IT之家 5 月 19 日消息 国家航天局发布我国首次火星探测天问一号任务探测器着陆过程两器分离和落火影像。

在万千网友的欢呼声中，官方以“祝融号”火星车的身份向大家讲述了这几天来“我”的经历，并向网友科普了一下我国探火工程为什么这么久才公开影像的原因。

图 1 前避障相机图像（图中着陆平台、坡道可见）

图 2 导航相机图像（车体、定向天线可见）

众所周知，我们生存的地球与火星最远距离约为 4 亿公里，而我们目前最先进的通讯方式依然没能超过光速。无线电波的速度理想状态下最高也就是光速（299792458m/s），而实际上还需要考虑信号能量的衰减等因素。

IT之家了解到，电波在传递过程中会有一部分能量转化成热能或者被传输介质吸收，尤其是大家熟悉的 5G 更是损耗惊人。简单来说，这部分信号能量的衰减与传播距离的平方是成正比的，我们与火星太远了。

祝融号火星车配置了两种通信方式，一是直接与地球通信，二是通过天问一号环绕器中继，与地球通信。

看到这里各位小伙伴可能会好奇了，为什么能直接通信还需要中继呢？

那是因为我们的火星探测器目前距离地球约 3.2 亿公里，哪怕一直全功率传递数据，位于地球的航天中心也只能收到很少的数据，考虑到事有轻重缓急，我们只能选择让祝融先把最重要的信息传回来。例如 15 日平安着陆。

据介绍，祝融号在着陆后就拍摄了一些火星照片，但哪怕上图这种小照片也需要八个多小时，再加上火星自转，导致祝融号每天可用于直接通信的时间不到半个小时，因此只能在关键数据之外通过环绕器中继传输。

在这种情况下，当环绕器（绕火一圈 8.2 小时）17 日进入中继轨道时，祝融号与其建立了通信联系，在此期间祝融号也将其自身状态等重要数据传回地球，等到两者完成中继后再传图像。

值得一提的是，除照片外，祝融号后续还要和环绕器将配合不仅要拍下火星更多照片和视频，还要利用火星车的 6 台科学载荷对火星进行更加深入地探测，值得期待。

㈥ “祝融号”火星车顺利发回遥测信号

凌晨1时许，天问一号探测器在停泊轨道实施降轨，机动至火星进入轨道。4时许，着陆巡视器与环绕器分离，历经约3小时飞行后，进入火星大气，经过约9分钟的减速、悬停避障和缓冲，成功软着陆于预选着陆区。两器分离约30分钟后，环绕器进行升轨，返回停泊轨道，为着陆巡视器提供中继通信。后续，“祝融号”火星车将依次开展对着陆点全局成像、自检、驶离着陆平台并开展巡视探测。

我国首次火星探测任务于2016年正式批复立项，计划通过一次任务实现火星环绕、着陆和巡视，对火星进行全球性、综合性的环绕探测，在火星表面开展区域巡视探测。天问一号探测器由环绕器和着陆巡视器组成，着陆巡视器包括“祝融号”火星车及进入舱。探测器自2020年7月23日成功发射以来，在地火转移阶段完成了1次深空机动和4次中途修正，于2月10日，成功实施火星捕获，进入大椭圆环火轨道，成为我国第一颗人造火星卫星。

2021年2月24日，天问一号探测器成功实施第三次近火制动，进入周期2个火星日的火星停泊轨道后，对火星开展全球遥感探测，并对预选着陆区进行详查，探测分析地形地貌、沙尘天气等，为着陆火星做准备。任务实施过程中，中国国家航天局与欧空局、阿根廷、法国、奥地利等国际航天组织和国家航天机构开展了有关项目合作。目前，探测器已在太空运行295天，距离地球约3.2亿千米。

火星探测风险高、难度大，探测任务面临行星际空间环境、火星稀薄大气、火面地形地貌等挑战，同时受远距离、长时延的影响，着陆阶段存在环境不确定、着陆程序复杂、地面无法干预等难点。天问一号任务突破了第二宇宙速度发射、行星际飞行及测控通信、地外行星软着陆等关键技术，实现了我国首次地外行星着陆，是中国航天事业发展中又一具有重大意义的里程碑。

编辑 应悦