來源:央視新聞客戶端
近期,關注星際探測的天文愛好者發現,中國國家航天局、美國國家航空航天局、歐洲航天局等多家航天機構發布公告稱,火星探測器進入指令靜默期,以火星為目標的成像、光譜等深空觀測項目也均告暫停。同時,地面與近地軌道望遠鏡對火星的觀測也進入空白期。據介紹,這是因為今天(9日)迎來“火星合日”,這是一種什么現象?這是否意味著火星會短暫“失聯”?會影響我們的日常生活嗎?
什么是“火星合日”現象?
“火星合日”期間,火星和地球就像隔著太陽“躲貓貓”。我們先來看看這究竟是一種什么現象?又因何發生?
北京天文館副研究員 曹軍:地球以外的這些行星,在運動的時候,有可能從地球上看,它跟太陽基本上成一條直線,這個現象在天文上叫作合。火星是我們地球之外的那顆大行星,它也是繞著太陽有一個公轉的運動,它們公轉的軌道基本上是在一個平面上。相當于圍繞一個中心在跑圈,地球在內側、火星在外側,地球跑得快,它跑得慢,那就有可能地球跑到了太陽的另一側。
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從我們天文觀測上來講,大行星在合日的時候,實際上我們就看不到它了,因為它被淹沒在太陽的光里了。
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太陽的光芒太過耀眼,給天文觀測帶來了顯著挑戰。不僅如此,太陽還是一個巨大的信號干擾器。比如說,在太空中我們的火星探測器與地球之間的通信,依靠的是無線電波這個看不見的“信使”,這些“信使”帶著數據和圖片,以光速在太空穿梭。但當太陽正好位于地球和火星之間時,情況就變了。
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北京天文館副研究員 曹軍:太陽除了我們看到的這個非常亮的光以外,它本身也是一個很強的發射源,各個波段的信號都很強。所以如果火星在太陽的背后或者附近的時候,我們從地球上接收這信號就有點困難。
應對“火星合日”
為何暫停與火星探測器通信?
“火星合日”現象應該如何應對呢?不用擔心,科研人員應對“火星合日”可以說是游刃有余,早早做好了準備。比如剛才我們提到的,近期多國主動暫停了與火星探測器的通信,為何要這么做呢?
天文科普專家介紹,“火星合日”的時候,太陽發出的強大電磁輻射,將來自火星探測器的微弱信號完全淹沒。
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其次,太陽的電離層還會像一面鏡子,將無線電波散射到各個方向,把原本應該直線傳播的信號變得混亂不堪。還有太陽的引力場會使經過的無線電波發生偏轉,導致信號失真。這三種效應疊加,火星探測器發出的微弱信號就像在一場搖滾音樂會中兩個人想講幾句悄悄話,根本就聽不清。
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所以,就有了在“火星合日”的時候,各國會主動暫停與火星探測器的通信,以免發出錯誤指令或接收錯誤數據。
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北京天文館副研究員 曹軍:現在所謂的失聯應該是指通信可能會中斷一段時間,這段時間有多長,出現這種火星被太陽擋住的這種情況的時候,三四天以后它肯定就走出來了,太陽就沒法再擋住它了。
“火星失聯”會影響我們的日常生活嗎?
那么,“火星失聯”是否會給我們的日常生活帶來影響呢?
科普專家解釋,“火星失聯”對需要衛星通信的天氣預報、衛星導航、手機通信等百姓的日常生活都沒有關系,這些服務依賴的是地球軌道上的衛星,與深空探測是完全獨立的系統。
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北京天文館副研究員 曹軍:實際上除了對火星探測器數據回傳有一定的影響,那也就是幾天的事,其實對我們日常生活,是沒有任何影響的。
“火星合日”帶來哪些意外驚喜?
雖然對于火星的觀測進入了特殊的“指令靜默期”,但科學家們也在想辦法,將“火星合日”這一自然現象巧妙地加以利用,把它變成了一個“特殊觀測期”。包括我國的“天問一號”在內的探測器,正是利用這個時間段,揭示了許多過去不曾掌握的太陽的秘密。
過去,人類觀測太陽活動主要從地球視角出發,就像只從正面看一個立體物體。但隨著科技進步,人類能利用發射到太空的探測器,對太陽活動進行立體的觀測和記錄。
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北京天文館副研究員 曹軍:平常我們是直接接受太陽發出的可見光、還有其他波段的電波來對它進行觀測。像火星合日這個時候,它跑到了太陽的后面,同時在火星上有一個我們已知的能夠發送信號的一個機器的時候,這時候相當于我從太陽的后面,我發射了一束探測的信號,這個信號經過太陽附近的時候,太陽大氣的活動就會對這個信號造成影響,我們在地球上接收到這個信號反過來進行分析,就可以得出太陽大氣的一些特性,這也是一個非常難得的機會。
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2013年“火星合日”期間,人類首次從太空和地面兩個不同角度觀測到同一次日冕物質拋射。2021年“火星合日”期間,中國的“天問一號”與美國的“毅力號”都記錄了太陽輻射的微妙變化,這些數據幫助科學家改進了太陽風模型,而太陽風是影響航天器安全、地球磁場和極光現象的重要因素。
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