成功！中欧火星探测器开展在轨中继通信试验

日前，我国“天问一号”与欧空局“火星快车”任务团队合作，开展了“祝融号”火星车与“火星快车”轨道器在轨中继通信试验，取得圆满成功。

我国首次火星探测任务天问一号探测器（含“祝融号”火星车、进入舱、环绕器等）及其发射使用的长征五号运载火箭由中国航天科技集团有限公司研制，航天科技集团所属相关单位参与工程其他分系统研制。

试验前，双方向各自探测器上行指令做好试验准备。在约定时刻，由“祝融号”向“火星快车”发送测试数据，通信距离约4000千米，通信时长10分钟。“火星快车”接收数据后转发给欧空局所属深空测控站，测控站接收后发送给欧洲空间操作中心（ESOC），ESOC再转发至北京航天飞行控制中心，由中方技术团队解译后，判读数据的正确性。

“祝融号”和“火星快车”中继通信示意图

受重量和体积约束，火星车直接对地通信能力较弱，无法满足大量数据传输需求，因此需要将数据发送给距离较近的火星轨道器（即“环绕器”），由通信能力更强的轨道器转发给地面接收系统，这个过程称作中继通信。

5月15日，天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区；5月17日，天问一号探测器环绕器成功实施第四次近火制动，顺利进入周期为8.2小时中继通信轨道，两器建立器间通信链路，第一次通过环绕器传回火星车遥测数据，在这一阶段，环绕器的主要工作是做地球和火星之间的“信使”，进行“地火传书”；5月22日，“祝融号”火星车安全驶离着陆平台，到达火星表面，开始巡视探测；至8月，“祝融号”火星车圆满完成既定巡视探测任务目标，各项状态良好，继续开展探测任务。

11月8日，天问一号探测器环绕器成功实施第五次近火制动，准确进入遥感使命轨道，开展火星全球遥感探测。工程研制团队优化了轨道设计，综合考虑环绕器全球遥感探测和火星车中继通信需求。

天问一号探测器环绕器支持地火中继通信（示意图）

一般情况下，在建立中继通信前，轨道器会先向火星车发送一个“发起”信号，随后火星车回复“确认”信号，然后双方建立稳定的双向中继通信链路，就像朋友打电话需先拨通电话一样。

由于欧空局“火星快车”发射频率与“祝融号”接收频率不匹配，不能通过“拨通电话”的方式建立通信链路。“祝融号”发射频率与“火星快车”接收频率匹配，因此双方需要事先约定好通信时间，由“祝融号”直接发送数据，“火星快车”进行“盲收”。

“火星快车”轨道器具备“盲收”功能，但在过去十多年里一直没有机会实际使用该功能。欧空局表示，此次试验是“火星快车”在轨验证“盲收”模式的很好机会。

“祝融号”火星车

根据数据判读分析结果，双方任务团队确认“祝融号”和“火星快车”配置的中继通信设备接口匹配，符合国际标准，传输数据内容完整正确，试验取得成功。后续，双方将在本阶段试验的基础上，进一步开展科学数据中继通信合作。

目前，“祝融号”火星车在火星表面工作196个火星日，累计行驶1297米，获取巡视探测原始科学数据约10GB，能源充足、状态良好。