我們(men) 都知道，自古以來人類都離不開信息的傳(chuan) 遞。然而由於(yu) 古代生產(chan) 力不發達，所掌握的科技水平非常低，為(wei) 了加強對邊關(guan) 的管理和國內(nei) 信息的傳(chuan) 遞，古人想到了建造烽火台、利用馬匹等這些最原始的辦法，通過點燃狼煙和八百裏傳(chuan) 書(shu) 等方式傳(chuan) 遞信息。

隨著科學技術的發展，到了1837年，艾爾菲德·維爾、摩爾斯發明了一種早期的數字化通信形式——摩爾斯電碼，隨後又出現了電話通訊，直到現在5G時代的萬(wan) 物互聯互通，可以說信息傳(chuan) 遞的發展，極大地推動了人類文明的車輪滾滾向前。

而且也正是通訊技術的不斷變革，人類才有機會(hui) 向浩瀚的星辰大海進發，去探索更廣闊的地方。例如1977年9月5日美國發射的旅行者一號，如今已經過去了快44年，成為(wei) 距今離地球最遠的人造天體(ti) 。

盡管旅行者一號已經抵達太陽係最外層邊界，距離地球超過220億(yi) 公裏，但仍有足夠的能量支持星際飛行，並且可以與(yu) 地球保持通訊，隻不過通訊信號回傳(chuan) 單程需要約20.37小時，簡單地說地麵指令發出之後再收到回傳(chuan) 基本上要2天。

但受各種宇宙環境的影響，無論是地麵還是人造天體(ti) 發出的信號會(hui) 隨著距離的增加而大幅衰減，此時接收器收到的時候已經非常微弱了，但是要想保證信號的正常傳(chuan) 遞，通訊技術功不可沒。

以我國自主研發的天問一號火星探測器為(wei) 例，如今探測器已經被火星引力捕獲，並進入環火軌道繞火星飛行，大約三個(ge) 月後著陸火星，並完成“繞”、“落”、“巡”，這其中同樣離不開先進的通訊技術。那麽(me) 問題來了，天問一號距離地球那麽(me) 遠，它是如何與(yu) 它地麵保持通訊的呢？

眾(zhong) 所周知，火星是太陽係內(nei) 距離太陽由近到遠的第四顆行星，與(yu) 太陽平均距離為(wei) 1.52AU（1天文單位=149597870700米），而作為(wei) 地球的“近鄰”之一，火星與(yu) 地球的距離大約在55000000千米~400000000千米（5500萬(wan) ~4億(yi) 公裏），如此遙遠的距離，即便是利用人類已經掌握的最快通訊信號電磁波進行傳(chuan) 輸，按照最遠距離計算從(cong) 發出信號到被接收單邊也需要超過22分鍾。

實際上，截止到2月10日被火星引力捕獲時，經過長達近半年多的飛行，天問一號已累計飛行超過4.75億(yi) 公裏，距離地球約1.93億(yi) 公裏，但這個(ge) 距離信號傳(chuan) 遞仍然是個(ge) 大問題。

並且隨著天問一號與(yu) 地球之間距離的增加，兩(liang) 地之間的信號也會(hui) 減弱，與(yu) 此同時地球和火星都在自傳(chuan) ，而且月球在圍繞地球轉，火衛一、火衛二在圍繞火星轉，這些巨大的天體(ti) 有時也會(hui) 遮擋信號，存在通訊“盲區”，從(cong) 而嚴(yan) 重影響地球與(yu) 探測器之間的信號傳(chuan) 遞。

為(wei) 了解決(jue) 如此遠距離的通訊問題，科學家們(men) 為(wei) 天問一號量身打造了一整套通訊重器，那就是深空測控網。

根據專(zhuan) 家的介紹，這套深空測控網由深空任務飛行控製中心、地麵的深空測控站、航空器上的測控分係統以及通信網構成，其中大功率發射機、大口徑拋物麵天線、極高靈敏度的接收係統、信號處理係統等都是深空測控網必不可少的標配。

但是由於(yu) 地火距離相距遙遠，以至於(yu) 火星探測器的有效載荷有限，能夠攜帶的通訊天線尺寸也受限，這就導致地麵與(yu) 探測器之間本就受太空環境影響的通訊信號產(chan) 生嚴(yan) 重的衰減。為(wei) 了解決(jue) 這一問題，以便接受極其微弱的信號，科學家想到了通過建造大口徑的天線來實現，並且作為(wei) 深空通訊的核心之一，尺寸越大的天線，信號發射強度和接收靈敏度往往會(hui) 更大。

目前，我國已在黑龍江省佳木斯、新疆維吾爾自治區喀什以及相隔萬(wan) 裏重洋的南美洲阿根廷分別建造了大口徑深空通訊天線的深空站，這三個(ge) 深空站協同運行，為(wei) 天問一號提供通訊支持。

同時，為(wei) 了確保通訊的萬(wan) 無一失，我國還在天津市武清區建造了一個(ge) 直徑為(wei) 70米的全可動單口徑天線，這是迄今為(wei) 止亞(ya) 洲同類型天線中口徑最大的，除此之外科學家還引入了信號相加合成技術，也就是將武清70米全可動單口徑天線與(yu) 建在北京密雲(yun) 的50米口徑天線、40米口徑天線及建在雲(yun) 南昆明的40米口徑天線組成天線矩陣，形成一個(ge) 綜合性能相當於(yu) 100米口徑的天線，從(cong) 而極大地提高地麵接收微弱信號的能力。

而這一項“疊加”技術在2019年4月份的時候，也就是人類首次觀測到的M87超大質量黑洞發布會(hui) 上科學家也曾介紹過。由於(yu) M87星係黑洞離太陽係約5500萬(wan) 光年，體(ti) 積也是太陽係的中心恒星太陽的680萬(wan) 倍，而地球上單個(ge) 射電望遠鏡無法進行觀測，當時天文科學就聯合了世界上十幾個(ge) 射電望遠鏡組成射電望遠鏡矩陣，從(cong) 而形成一個(ge) 口徑超過地球直徑大小的虛擬射電望遠鏡。

據了解，在這個(ge) 巨大的虛擬射電望遠鏡協同運作的過程中，所觀測的數據相當於(yu) 歐洲粒子對撞機一年產(chan) 生的數據量，因此這個(ge) 原本在兩(liang) 年前就觀測到的“黑洞”，要經過將近兩(liang) 年的“衝(chong) 洗”才最終與(yu) 世人見麵。

目前，美國的毅力號火星探測器已在火星成功著陸，它將在這顆紅色星球上開啟生命探索之旅。而我的天問一號也在按原定計劃實施“繞”、“著”、“巡”的火星探測任務，我們(men) 期待它通過深空測控網傳(chuan) 回更多有關(guan) 這顆紅色星球更多的消息。



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