本文参加百家号 #科学了不起# 系列征文赛 。
中国的第一辆火星车“祝融号”成功登陆了火星 ， 此时中国的三大火星任务“绕、落、巡”已经完成了两个关键步骤 ， “祝融号”也将把剩余任务“巡”完成 。
可是在这次任务当中 ， 我们会发现 ， 2012年5月15号“祝融号”成功登陆火星 ， 可是我们一直等到了2012年5月19号才看到火星和火星车登陆过程的照片 ， 整整过去了4天的时间 。
同样是执行火星任务的美国“毅力号”探测器则登陆火星后 ， 并没有等4天的时间 ， 而是马上就看到了毅力号的照片 。
那么问题来了 ， 为什么同样是执行火星登陆的任务 ， 中国和美国两国发布照片的时间会相差这么多呢？
【火星卫星|技不如人？为何我国登陆火星后4天才公布照片，美国却立即公布？】地球与火星之间的通信
地球和火星之间如果要直接进行通信 ， 实际上是很困难的 。 我们在地球上能够快速地实现通信 ， 主要是因为地球上遍布各种通信设施 ， 每当我们打电话或者联网时 ， 这些设施可以快速地把信息来回传递 。 因此 ， 随着通信技术的升级 ， 传输速度可以快速迭代 。
可是地球和火星之间的通信就没办法这样 。 要知道 ， 地球距离火星最近时 ， 这个距离也达到了5500万公里 ， 最远时可以超过4亿公里 。
在这个距离中间 ， 没有任何可以帮助传输的通信设施 。 这还不是这麻烦的 ， 地球的平均公转速度是：29.783千米/秒， 而火星的平均公转速度是：24.007千米/秒 。 也就是说 ， 地球和火星都在快速的运动 ， 而是静止不动的 ， 这无形当中增加了传输信号的难度 。
这些问题会使得地球和火星的通信变得困难 ， 同时传输信号的速度也不可能太快 。 那整个过程是怎样的呢？
“天问一号”探测器主要由环绕器、着陆器和巡视器（“祝融号”火星车）组成 。
当“天问一号”探测器抵达火星周围时 ， 开启环绕探测火星 ， 完成整个任务的就是环绕器 。 说白了 ， 就是绕着环形转 ， 犹如火星的一颗卫星 。
而中国的科学家在环绕器中转载了低增益收发天线、中增益发射天线、高增益收发天线组合 ， 同时还配置了固态放大器（主动段和入轨初期）、行波管放大器 。 基于这样的设计 ， 环绕器的通信参数如下：
正常测控模式：上行2000bps ， 下行16384bps；应急测控模式：上行7.8125bps、下行32bps；数传码率：16k~4096Kbps（编码后） ， 多档可选 。 这大致相当于我们以往所使用的4兆宽带 ， 以及远远低于如今每家每户所用的宽带水平 。 也就是说 ， 从火星上传输东西到地球 ， 比你在家打游戏时用的网速还要慢 。
但这还不是最糟糕的 ， 由于环绕器所处的轨道原因 ， 它一天大概就只有一半的时间可以和地球通信 。
地球与火星车之间的通信
以上还是环绕器的情况 ， 而我们知道“祝融号”火星车实现了降落火星的任务 。 如果“祝融号”火星车要和地球上联络 ， 这个难度比环绕器还要难 。 主要有两种途径 ， 一种是“祝融号”火星车直接和地球通信 ， 这个速度奇慢无比 ， 大概只有16bps ， 这个路径主要用于地球上的科学家判断 “祝融号”火星车的状态 ， 根本没有办法传输照片 ， 如果真要用这个来传输照片 ， 那需要好几天的时间 。
而另一种途径是“祝融号”火星车和环绕器通信 ， 再由环绕器与地球通信 ， 这个速度要快很多 ， 大概可以达到20Mbps 。 可是缺点也很明显 ， “祝融号”火星车每天只能和环绕器通信一次 ， 每次的时间只有8~10分钟 ， 能够传输的数据总量有限 。 其次 ， “祝融号”火星车落到地球面 ， 也不是直接可以和环绕器联络的 ， 而需要3天的时间 。
为何需要4天时间？
因此 ， 2012年5月15号“祝融号”成功登陆火星后 ， 要2012年5月18号环绕器与“祝融号”火星车联系上 ， 并开始传输信息 。 接近这环绕器会与地球联系 ， 把信息传递给地球 。 科学家在拿到数据后 ， 还要对数据进行整理 ， 才能最终得到照片 。
因此 ， 要花4天时间才最终公布照片也就不足为奇了 。 那么为什么美国的“毅力号”火星探测器不需要4天时间 ， 而可以直接公布照片呢？
这主要是因为天问一号这次是单枪匹马 ， 首次前往火星探索 。 而美国已经有许多探测器前往过火星 ， 而且在火星上空就有好几个正在服役的环绕器 ， 这就使得“毅力号”火星探测器着陆上可以快速与环绕器联系 ， 并且把数据传递给环绕器 ， 再由环绕器传回地球 。
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