中國國家航天局15日宣布天問一號火星探測器的着陸巡視器成功在火星表面軟着陸後，並沒有像不久前在火星着陸的美國“毅力”號火星車那樣，在短時間內發回火星照片。有外媒曾以此懷疑天問一號成功着陸的消息“無圖無真相”。19日，祝融號火星車拍攝的火星表面照片正式發布。不過依然有很多人感到好奇：為什麼中國火星車着陸4天后才發回照片呢？

　　via@天問一號祝融火星車

　　據老司機了解，這就要從當前星際通訊的原理說起了。

　　當前行星際的數據傳輸主要依靠無線電信號，而信號傳輸功率的衰減與傳輸距離的平方成正比。也就是說，距離越遠，信號越微弱，有效傳輸數據的速率就越低。當前火星與地球之間的距離約3億公里，其傳輸速率可想而知。

　　具體有多慢呢？美國航空航天局（NASA）介紹稱，從火星直接向地球發送數據，傳輸速率約為500bps到32Kbps，最快情況下也僅相當於撥號上網時代傳輸速率（56Kbps）的一半。何況火星存在自轉現象，一旦火星車轉到遠離地球的另一面，這種傳輸還會被長時間打斷。

　　前避障相機圖像（圖中着陸平台、坡道可見） via@天問一號祝融火星車

　　怎麼才能從“撥號上網”進化到“寬帶”呢？

　　為解決這個問題，目前中國與美國都選擇在火星軌道建立中繼通信的方法。NASA目前有“火星勘測軌道飛行器”“火星大氣與揮發演化”探測器和“火星奧德賽”號三個探測器繞火星飛行，它們都可以提供中繼通信服務。

　　據稱，從火星向“火星奧德賽”號傳輸數據的速率為256Kbps，而“火星勘測軌道飛行器”更是高達2Mbps，每當探測器經過火星車上空時，可以在8分鐘的窗口期里接收最大250M的數據，然後再用幾小時將數據傳回地球。如果直接從火星向地球傳輸這些數據，即便不被打斷也至少需要20小時。正是依靠NASA此前在火星上的預先布局，“毅力”號火星車才能在着陸成功後不久就發回火星照片。

　　作為第一次抵達火星軌道的中國探測器，天問一號顯然就沒有這麼好的待遇了。

　　根據國家航天局的通報信息，“當火星車於15日成功着陸後，已建立了對地通信”。但如前所說，這種直接對地通信的數據傳輸速度極慢，只能向科研人員提供火星車的基本情況，無法傳回照片或視頻等體量龐大的數據，這時就需要在火星軌道運行的環繞器擔負起中繼通信的重任。

　　導航相機圖像（車體、定向天線可見） via@天問一號祝融火星車

　　然而環繞器也要花費時間才能調整到合適軌道執行中繼通信任務。老司機梳理了幾個時間點：

　　15日之前，天問一號的環繞器與着陸巡視器運行在周期為49.2小時（約2個火星日）的停泊軌道上。

　　15日開始降落程序時，環繞器首先進行降軌機動，將着陸巡視器送到高度合適的位置並完成兩器分離。

　　當着陸巡視器開始火星表面降落時，環繞器重新返回近火點高度280公里、遠火點高度57000公里的停泊軌道。

　　17日8時，當環繞器到達停泊軌道近火點時進行近火制動，進入周期為8.2小時中繼通信軌道。這意味着每隔8小時，它就能接收火星車的數據。由此環繞器才能承擔地球和火星之間的“信使”，進行“地火傳書”。

　　國家航天局通報，兩器於17日建立器間通信鏈路，第一次通過環繞器傳回火星車遙測數據。

　　考慮到大量圖片和視頻數據的傳輸、處理也需要時間，祝融號火星車拍攝的火星表面照片於19日正式發布，完美。