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嫦娥四号探测器的“上海智慧”(2)

2018-12-09 07:45:30 网络整理 阅读:119 评论:0

搭建星际沟通桥梁

不论探测器飞到多远,都需要深空测控通信系统作为联络的“纽带”。由于深空任务周期长、通信时延大、链路带宽有限、信号微弱等原因,使得深空测控通信实现起来更为困难,,无论对星上设备还是对地面设备等都带来新的挑战。

嫦娥四号将落在月球背面,没有任何通信信号,它无法像嫦娥三号那样直接和地球上的亲人们取得联系,“飞鸽传书”的任务就落到“鹊桥”中继卫星的肩上。通过早先发射并成功架设在地月拉格朗日L2点的中继卫星,实施与地面的通信信号“接力”,嫦娥四号才得以与地球保持联络。而随之带来的是地球与巡视器间的通讯时延大大增长。

嫦娥四号数传分系统单机主管师黄波解释,正面着陆的嫦娥三号,科研人员可以在监控屏前实时观察到巡视器对指令的执行状况,但这次由于是背面着陆,此次从指令发出到行动图像传回至少有数分钟的延迟,对于巡视器的移动和机构活动有较明显的影响。为此,设计人员计算并设定了巡视器每项行动的最大耗时,连同每次行动指令一同发送,同时赋予巡视器一定的自主功能,以便有效应对可能的突发状况。

与嫦娥三号巡视器相比,嫦娥四号巡视器测控数传分系统不仅要承担与着陆器的数据通信的功能,还要与中继星进行遥测和数据传输。“测控数传分系统有5种工作模式,我们在设计中充分考虑了冗余设计,使得各设备形成热备份。大大提高了系统的可靠性。”嫦娥四号测控分系统主任设计师汪莹说。

如何安全度过月夜

一个月夜相当于地球上14天。同时,月夜最低温度可达到零下180摄氏度。在没有光照的漫长黑夜里,对于依靠太阳能提供能量的嫦娥四号着陆器和巡视器来说,如何依靠自身存储的能量安全度过月夜将是一个很大的挑战。

面对这一难题,研制人员提出了休眠唤醒的概念。当太阳缓慢地升起时,着陆器和巡视器将开始忙碌的十四天工作——着陆器在原地实施科学探测,巡视器则“东奔西走”开始探测。当月夜降临时,巡视器会为自己找好栖身之所,收起桅杆,合上太阳翼,开始休眠。一直到太阳照射到月球车太阳翼的电池片上,唤醒“沉睡”的巡视器和着陆器,开启又一次勘测。

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