这段时间惊喜连连，“天问一号”搭载的“祝融”号火星车成功登陆火星，并于几天后顺利传回图像信息。

火星与地球之间的距离，从最近时的5500万公里到最远的4亿公里，一直在不断变化。

有不少朋友好奇，地球距离火星那么遥远，信号难道不会衰减吗？

又是如何将信号传输到火星的？

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以人类目前的科技来说，火星和地球之间的信号传输，只能依靠电磁波的方式进行。

由于火星与地球之间的距离非常遥远，近则相距5500万公里，最远可以达到4亿公里。

因此，信号的“时延”和“衰减”，是电磁波传输所面临的两个问题。

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先来说说信号的“时延”问题。

我们就以地火距离最近时的5500万公里为例，电磁波在宇宙真空环境中的传播速度等同于光速，达到30万公里每秒，大约3分钟（183.3秒）即可走完5500万公里。

按此计算，“天问一号”从发送信号到地球，再到接收地球传回的指令，就至少需要6分钟。

如果按照4亿公里的距离来算，“天问一号”单程信号的传输时间就需要22.2分钟，往返一次则高达44.4分钟。

如此高的“时延”，如果探测器每次遇到问题都要请示地球的话，就会延误时机。

所以，“天问一号”火星探测器自身具备很强的问题处理能力。

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再来看下信号的“衰减”问题。

我们将“天问一号”火星探测器的信号发射装置看作一个点，随着发射距离的增加，就会导致信号强度的减弱。

为此，我们在地球上建造了多个巨型天线，去捕捉“天问一号”火星探测器从遥远火星发来的信号。

这种巨型天线的直径一般在30-50米，而我国自行研制的巨型天线，直径有70米、重达2700吨，是亚洲最大的单口径天线。

它最远能够接收4亿公里以外的电磁波信号，可以说是专门为“天问一号”火星探测器量身定做的。

除了尺寸大，这个巨型天线还采用双曲面反射技术。

信号经过两次反射，更容易识别和分析处理。

为了能够顺利接收来自“天问一号”火星探测器的信号，我们做了哪些工作？

“天问一号”火星探测器的信号能够顺利传回地球，除了大口径天线，还离不开中继站。

由于地球和火星除了绕太阳公转，自身也在自转，为了保证“天问一号”随时都能与我们面对面通信，就需要采用到中继通信的方式。

简单来说这个过程就是，“天问一号”火星探测器先将信号传送到中继站，然后再由中继站传送到飞行控制中心。

我们设置了喀什深空测控站、佳木斯深空测控站，并与阿根廷、奥地利、法国等建立合作，从地球不同角度接收来自“天问一号”火星探测器的信号。

从中可以看出，火星探测是一项艰巨而又复杂的任务，同时也是一个国家综合实力的体现。

好了，本期就到这里了，欢迎大家在评论区留下自己的看法。

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文章来源：《中国体视学与图像分析》 网址: http://www.zgtsxytxfx.cn/zonghexinwen/2021/0524/635.html

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