立体通信网 他们为“天问一号”落火打造立体通信网
我国首次火星探测任务“天问一号”探测器经过漫长的飞行和环绕旅途后，成功抵达目的地。它在“落火”过程中如何与地面建立联系？地面如何了解着陆过程中的遥测数据？来自中国航天科技集团五院西安分院的科研人员为火星探测器研制了测控数传分系统，搭建了地球与着陆巡视器、环绕器及“祝融”号火星车之间的信息传输链路，为我国首次火星探测任务贡献重要力量。
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“天问一号”火星探测器由环绕器与着陆巡视器构成，“祝融”号火星车置于着陆巡视器的进入舱上。当火星探测器进入“落火”阶段后，环绕器会和着陆巡视器分离，由着陆巡视器单独下落。此时地面要想了解着陆巡视器在下落过程中的遥测数据，就需要依靠进入舱与环绕器间的UHF频段双向通信链路。
西安分院进入舱UHF频段收发信机负责人田嘉说，这一阶段的数据是“落火”过程中的关键遥测数据，便于地面判断落火过程中各分系统的工作状态。由于“落火”比“落月”相对地球的距离更加遥远，火星表面环境相对月球表面环境更加复杂，难度更大，因此火星探测器在进入、下降、着陆过程中的遥测十分关键。
西安分院研制的测控数传分系统包括了UHF频段收发信机和X频段深空应答机等关键设备，是“天问一号”火星探测器的关键分系统之一。安装在环绕器上的X频段深空应答机建立了环绕器与地面的通信链路，安装在着陆巡视器中进入舱上的UHF频段收发信机是建立与环绕器之间通信的关键，安装在“祝融”号火星车上的UHF频段收发信机和X频段深空应答机等产品建立了与环绕器的中继通信及对地通信。
这些通信链路共同在地球与火星之间构成了一个立体通信网络，让环绕器在环绕过程始终与地面保持测控通信，并在着陆巡视器下降着陆过程以及抵达火星表面后与环绕器开展中继通信、与地面开展测控通信。“天问一号”上的测控通信分系统，始终确保地面工作人员全程掌握探测器，还确保协调探测器内部各构成部分执行不同任务的步调整齐划一。
按照总体要求，测控数传分系统需要大幅减重，这就需要尽量将火星探测器上的产品小型化、集成化。研制团队将一个功能类似于分系统的UHF频段收发信机，压缩至一台重量为2公斤左右、体积仅为一个单机大小的产品。为整个探测器节约了宝贵的资源。
作为我国首次火星探测器“落火”过程的立体通信网络，测控数传分系统助力着陆巡视器成功着陆，也将在后续“祝融”号火星车与环绕器及地面之间建立通信发挥更加重要的作用。
来源 北京日报客户端 | 采访人员 张航
编辑：谢永利
【 立体通信网|他们为“天问一号”落火打造立体通信网】流程编辑 吴越
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