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人类登陆火星后怎么和地球通电话?

科普小知识2022-10-19 15:58:19
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众所周知,宇航员不仅可以与地面通话,还可以在地球空间站内进行现场教学。早在阿波罗登月时代,美国就向全世界直播了宇航员在月球上的活动。近年来,美国“钢铁侠”马斯克提出的火星移民计划引发了激烈的讨论,他提议在2024年将人类送上火星。人类登陆火星后如何与地球接触?

简而言之,地面火力通信只能依靠微波通信和激光通信等无线通信方法。通信模式包括点对点直接对地通信和中继通信。直接对地通信模式是指火星探测器直接与地球建立无线通信链路。阿波罗登月就是这样一种模式。然而,由于地面消防通信距离太远,通信数据速率会太低,难以满足用户的“交通”需求。此外,天体的相对运动将导致测量和控制覆盖的通信时间太短,这将导致“你呼叫的用户不在服务区的困境”。

然后,为了提高数据传输的有效性和通信覆盖时间,地火通信大多采用中继通信方式。嫦娥四号使用鹊桥月球中继卫星传送信号,因为嫦娥四号着陆点位于月球背面,由于月球的潮汐锁定,月球表面总是偏离地球。因此,火星轨道器中继卫星通常首先发射,以便在火星上着陆。中国计划于2020年发射的火星探测器包括火星轨道器和火星着陆器。火星表面向环火中继卫星发送信号,环火中继卫星进入与地球的通信区域后,先前记录的信息立即以无线电或激光的形式发送到地球接收系统。地球接收系统可以是一颗环形地球卫星和一个深空地面站,这样火星探测器就可以向地球传送所需的数据、图片、声音和其他信息,反之亦然。

然后有人会问,当我们登陆火星时,我们能像登陆月球一样在国旗下种植土豆吗?答案是否定的。地球和月球之间的单向通信延迟只有1.3秒,这对于现场视频广播来说是可以容忍的。然而,火星和地球之间最远的单向距离相当于地球和月球之间的500倍。即使以光速,通讯信号也需要22.3分钟才能到达。想象一下,在地球上,至少需要45分钟才能得到一个打招呼的回复。此外,因为火星和地球都绕着太阳旋转,所以交流是间歇性的。换句话说,45分钟后可能不会收到回复。显然,直播这样的即时通讯是不现实的,但选择非即时通讯方式,如电子邮件、短信、视频短片和录音仍然是可行的。