中国深空测控亚洲第一！探测器升空后与地球之间的唯一联系就是深空测控通信系统

深空探测器升空后与地球之间的唯一联系就是深空测控通信系统，该系统负责科学数据和遥感数据的传送，对深空探测器进行跟踪并指挥其执行重要任务。

西安卫星测控中心近日对地面测控通信系统进行适应性改造，搭建起超强深空测控网全力保障我国首次火星探测任务。目前，改造工作与各项针对性测试工作已全面完成，性能指标满足任务需要。

　　根据计划，我国将于7月下旬到8月上旬择机实施首次火星探测任务，发射天问一号火星探测器。当探测器成功进入地火转移轨道后，西安卫星测控中心喀什深空站、佳木斯深空站将为其提供全程测控支持。据介绍，火星探测器最远接近4亿公里的探测距离以及近7个月的地火转移时间，对测控通信系统而言将是前所未有的考验。为此，西安卫星测控中心重点对两个深空站的对频率综合系统、多功能数字基带、监视和控制系统设备软硬件进行升级，为执行相关任务提供更加稳定、强大的测控保障。同时，两大深空站的测控系统这次也加装上自动化运行模块，进一步缓解科技人员的值班压力。

　　作为我国深空测控网的主干力量，西安卫星测控中心喀什深空站、佳木斯深空站已携手完成嫦娥二号再拓展、嫦娥三号、嫦娥五号再入返回飞行试验、嫦娥四号在内的多次测控任务。其中，佳木斯深空站装备有目前全亚洲口径最大、接收灵敏度最高的深空测控天线，直径达66米。2015年7月，在“新视野号”探测器飞掠冥王星科学观测工作中，这型天线的最远跟踪距离达到47.6亿公里，远远超越设备性能指标上限。

　　与此同时，为满足我国后续各项行星探测任务，我国首个深空天线组阵系统已在喀什深空站完成吊装，并进行最后的调试工作。这一系统由4个35米口径天线组成，今年年底前将正式投入使用。

延伸阅读：

   NASA将为“隼鸟2号”提供深空通信网     2014年11月22日　　【共同社11月22日电】

日本外务省22日宣布，有关预定于本月30日发射的小行星探测器“隼鸟2号”，日美两国政府正式商定建立合作机制，并已进行了换文。美国国家航空航天局（NASA）将为“隼鸟2号”提供深空通信网。　

利用NASA的深空通信网，“隼鸟2号”的探测精度有望得到提高。

测控通信依赖电磁波在探测器和地球之间的传播，地球与月球上的探测器之间通信一次仅需1.35秒，而当无线电信号从地球到火星探测器的传播路径距离较大，最远距离时通信一次就需要长达22分钟。

地火通信示意图

　　探测器至地球连线上的太阳风等离子体对于电磁波的传输具有重大影响，不规则的等离子体团可能使得电磁波出现折射、反射等现象，引发电磁波的幅度闪烁、频谱扩展、相位闪烁等等。因此，太阳风等离子体环境，尤其是行星际日冕物质抛射等太阳爆发活动，对于深空探测计划的测控通信具有非常重要的影响。

　　太阳电磁辐射环境的影响

　　再者，深空探测器的测控通信也受到太阳电磁辐射环境的影响。

　　由于公转轨道的差异，火星位于太阳背面附近的20天内（如图所示黑色区域内），电磁波会经过太阳附近的强辐射区，通信信号被太阳遮挡或干扰，探测器将处于“失联”的危险境地，如果遇到险境或需要精细的轨道操作，地球上无法发出任何有效指令到达探测器，一切都要依赖探测器的“自主智能”了。

太阳、地球和火星相对位置示意图

　　火星大气、沙尘等环境的影响

　　最后，火星的大气、沙尘等环境也对火星探测器的定轨、着陆等过程有重要的影响。

火星表面（左）和沙尘覆盖的火星（右）

　　月球并没有大气，月球探测器着陆的过程是在约12分钟内从15公里的高度减速降落到月球表面，而火星探测器环绕火星和着陆火星需要面临的环境就复杂得多，火星着陆器需要在约7分钟内从125公里的高度减速降落到火星表面，由于没有足够的数据支持模拟火星大气、沙尘等环境，未知环境因素带来了更多的技术挑战；另一方面，考虑在火星附近时，探测器定轨精度和测速误差分别约100公里和1-10m/s（数据引自1），如此大的误差加上通信的时长，着陆火星显然对探测器自主控制系统的要求极高。