“不在服务区”一个月天问一号经历了啥？

新华社

6月11日，在天问一号探测器着陆火星首批科学影像图揭幕仪式现场。新华社发

地球、火星运行到太阳的两侧且三者近乎处于一条直线，这种现象称作日凌。2021年9月下旬开始，天问一号与地球的通信受到太阳电磁辐射干扰，出现不稳定甚至中断。日凌期间，天问一号和祝融号进入自主运行模式，暂停科学探测工作。天问一号探测火星的一举一动，备受关注。国家航天局22日最新消息，日凌现象近日已经结束，探测器与地球之间的测控通信恢复正常，通过遥测数据判断，天问一号日凌期间状态正常，安全度过首次日凌。环绕器将于11月初进入遥感使命轨道，开展火星全球遥感探测，获取火星形貌与地质构造、表面物质成分与土壤类型分布、大气电离层、火星空间环境等科学数据，同时兼顾火星车拓展任务阶段的中继通信。那么，什么是日凌？天问一号是如何度过日凌的？什么是日凌？传统意义上的日凌，是针对通信卫星提出的。通信卫星一般位于赤道上空，距离地球36000千米轨道高度的地球同步轨道上。而每年的春分和秋分时节，太阳也刚好直射地球赤道。因此从地球上看，太阳恰好与通信卫星重合。太阳每时每刻都在发射大量的杂乱无章的无线电信号，而用于接收卫星信号的天线，实际上也会接收到来自太阳的信号。而在强大的太阳面前，卫星信号犹如烛火般不值一提。虽然现在的天线指向精度很高，但来自太阳的无线电信号将不可避免地干扰正常的通信卫星的信号，这会导致地面接收出现异常。而在探测火星时，探测器是绕火星飞行的，从宏观上看，探测器的空间位置与火星重合。那么，当火星被太阳挡住，或者说被太阳光完全淹没的时候，探测器自然也将被太阳遮挡。根据太阳系天体运动的规律，2021年自9月下旬至10月中旬，天问一号处在日凌阶段。日凌对火星探测器有何影响？天问一号目前与地球的距离约4亿千米，即使以光速飞行也要20多分钟才能到达。天问一号距离地球如此之远，人们对它的状态只能通过无线电信号得知。出现日凌现象，探测器与地球之间的联系将受到太阳的显著影响，甚至有可能发生信号中断。一旦无线电信号中断，地面就没法跟天问一号进行联络，也就无法指挥祝融号进行科研探测。简而言之，太阳是一个巨大的辐射源，当它出现在地面站和探测器通信链路上时就会影响通信，因此，此次天问一号和祝融号“失联”了一个月。天问一号是如何度过日凌的？在日凌期间，地面对天问一号的状态一无所知，这就对天问一号的自主控制能力提出较高要求。由于地面控制人员有数据和经验积累，因此在“失联”期间，天问一号经历的外部环境条件是可预估的。为了保证在轨飞行安全，天问一号环绕器团队于2021年9月中旬对环绕器的工作模式进行了调整。在完成全面状态检查后，通过地面指令将环绕器设置为自主安全稳态管理模式，即“日凌模式”，以应对器地失联情况。在进出日凌期间，地面每天接收环绕器状态遥测，一方面判定环绕器在轨状态，一方面判定太阳对器地通信的干扰。随着火星、地球与太阳相对位置的移动，环绕器对地无线通信经历了受到干扰、出现中断、逐渐恢复的过程。2021年10月中旬，器地通信恢复，任务团队开始了状态评估工作。经仔细分析与确认，环绕器状态良好。日前，任务团队通过地面发令形式，正式将器上状态设置为“出日凌”。这标志着天问一号环绕器顺利完成了一月有余的全自主飞行，圆满通过了日凌考验。中国航天科技集团八院天问一号环绕器副总指挥褚英志表示，火星探测日凌是一个自然现象，日凌也为行星探测技术积累了一定经验。安全度过第一个日凌的天问一号和祝融号让大家更加充满信心。