通信被全频段阻塞干扰,“天问一号”已失联,火星上发生了什么?
我国首次火星探测任务天问一号和NASA用于搜寻火星生命证据的探测器毅力号,以及我国的祝融号火星车都悉数失联!
这是怎么回事?
太空里,究竟发生了什么?
人们看到无线电里传来的是全频道阻塞式的干扰声,火星上难道发生了什么大事件?
火星上到底怎么了?为何会让那些探测器都失联了?我们来听听专家怎么说。
准确地说,罪魁祸首其实是太阳,是它造成了这次大规模的通信中断事件。
太阳究竟做了什么?
首先,你得知道无论是地球,还是火星,它们基本上可以说都在黄道面上绕着太阳公转。
所谓的黄道面说的是地球公转轨道所形成的平面。
有研究指出,火星的黄道倾角为1.85°,这个数据看上去很小,事实也的确如此,你可以理解为它们大致在同一平面上。
另一个较为特殊的地方是,有研究人员发现,火星的公转周期约为687个地球日,地球的公转周期大家都不陌生,答案是365天左右。
这说明一个问题,即火星和地球在太阳系中运动的角速度有所不同,或者说正因它们都绕着太阳转,所以每隔一段时间,火星就会跑到与地球相对的、太阳的另一边。
这会引发怎样的事呢?
简单来说,这意味着总有一天,太阳系里会呈现出,火星和地球分别位于太阳两端的景象,这个时候,太阳就能全波段发射无线电信号,这就是人们看到的“全频道阻塞干扰”了。
具体来说,太阳是怎么做到这一点的?
从理论上来看,大规模的太阳风暴爆发,就足以严重影响太阳系里的无线电通信,原因是当大量带电粒子轰击无线电设备的时候,势必会让那些设备出现过载、死机、重启等严重后果。
但一些研究人员认为,严谨地说,这次不同寻常的大规模通信中断事件,应该是日凌干扰所致。
日凌干扰,那是什么意思?
这很特殊,有科学家指出,地球自转的轨道和太阳成23.5度的倾斜角,这说明每年太阳都会在3月21日(春分)和9月23日(秋分)时抵达地球赤道的上空。
或者说,每年春分和秋分前后,由于此时,太阳距离地球最近,所以太阳释出的电磁波对地球来说,显得最为强烈,这就是天文学上提到的“日凌”现象。
再具体点来说就是,因通讯卫星大多都在赤道上空运行。
地球同步轨道通信卫星所在的地方大约离地球赤道上空约36.000公里,在其绕地球运行的过程中,一旦太阳、地球和卫星来到一条直线上,这个时候,卫星地面接收站的抛物面接收天线也在对准卫星,它也正好面对着太阳,在某个时间段内,太阳光的射电噪声温度甚至能超过25000K。
这将会严重的损坏设备,天文学界称其为日凌。
通常来说,日凌对通信信号的干扰现象,大约会持续十天左右。
较为特殊的是,不同卫星以及不同的地域,所受到干扰的时间也有所不同。一般来说,纬度越高影响也就越早,结束的时间也更早;纬度靠南的地区则恰恰相反。
也正因如此,今年10月2日19:19以后,我国的上空看不到火星的身影。目前来说,等到10月14日早上7点20分左右,火星就会渐渐远离,它的距角也将慢慢超过2°,届时,天问一号等设备就会陆续恢复通信了。
有些人可能会说,等等,我还不太懂这跟卫星通信都有什么关系?
卫星通信,本质上来说是利用通讯卫星作为中继站,借此转发无线电信号,从而实现2个或多个地面卫星站之间的通信结果。
在我们看来,它居高临下,并且不受地理条件的限制,自然灾害也不会对它造成影响,或者说,只要是在它的覆盖范围内,不论距离上有多远,它都可以实现通信。
美中不足的是,每年春分和秋分前后,都会出现2次接收信号中断的现象,这就是“日凌中断通信”了。
在这个特殊的日子里,在卫星地球站所在地的每天中午时分,我们能看到,卫星刚好处于太阳与地球之间的直线上。
鉴于太阳产生的电磁波频谱很宽,所以,对地球站来说,那时,它接受到的是一个巨大的噪声源。
简单来说天问一号失联,是因为太阳挡在火星和地球之间,这个时候,信号却被来自太阳的巨大的无线电干扰源给彻底干扰了!
由此可见,日凌现象的特殊性不言而喻,它是一种无法避免的自然现象。不过,很幸运,日凌其实只影响卫星地球站的下行链路,它无法影响其上行链路。
所以,人们为了能够保证卫星通信系统的稳定运行,刚应该准确地预测出日凌发生的日期和具体时间,从而便于相关人员及时采取有效措施防范,力求在最大程度上降低日凌现象对卫星通信电路造成的干扰。