专门“接听”火星信号，亚洲最大单口径天线完成验收

作为我国首次火星探测任务的一个关键设备，随着火星探测器逐渐飞抵环绕火星轨道，我国自主研制的70米口径全可动天线，也是亚洲最大单口径天线，也将正式上岗。

今天（3日）下午，这座天线的验收会在北京举行，正式交付给它的用户——中国科学院国家天文台。

总台央视记者：我现在就是在这个70米口径天线的内部，来到这的第一感觉就是非常大，脚下就是天线所采用的反射面板，它的面积有4560平方米，相当于10个篮球场的大小，这个天线的高度有72米，重量有2700吨，在整个火星探测任务当中，它主要承担的就是数据接收的任务。

目前，我国已经投入使用的天线，有35米、40米、50米等多种类型，但是由于火星距离地球较远，已经投入使用的天线无法满足接收火星探测器回传数据的需求。而这座70米口径的天线，可以说是为火星任务专门定制的。

中国科学院国家天文台研究员 首次火星探测任务工程副总设计师 李春来：应该是目前亚洲口径最大的一个全可动的天线。天线建设就是为了我们能接收到4亿公里远距离的一个微弱的火星的科学探测数据。

目前，天问一号火星探测器正在逐步靠近火星，预计近期将会被火星引力场捕获，进入环绕火星的轨道。随后火星探测器上携带的多种科学载荷将陆续开机，并回传数据。而能否接收到这些数据，也是本次火星探测任务成败的关键一环。

中国科学院国家天文台研究员 首次火星探测任务工程副总设计师 李春来：如果是说我们都接收不到火星探测的科学数据的话，我们火星探测就是失败的，没有意义的，所以它是非常关键的。因为它要接收到火星发回来的信号，也是事关着火星探测工程的一个成败。

双曲面接收 捕捉4亿公里外科学数据

由于火星距离地球较远，火星探测器上发出的信号在回传过程中，会随着距离的变大而衰减。为了捕捉到这些珍贵而又微弱的信号，研制团队采用了大口径双曲面天线来接收数据，既保证能够接收到足够的信号量，同时也保证传输数据的准确性。

形象地说，从火星探测器上回传数据，就相当于在探测器上用一支激光笔照向地球。虽然信号在火星探测器一端是一个点，但由于传输距离的不断变大，信号在到达地球的时候，就变成了一个放大很多倍的圆形面。

中国科学院国家天文台研究员 首次火星探测任务工程副总设计师 李春来：随着距离变远，它的能量是在衰减的，它的密度在变小，能量密度在变小，就是我们接收到的单位面积里面的能量就会越少，所以需要一个大面积的天线才能把能量集中起来，才能拿到。

而为了捕捉到这些带着探测数据的信号，天线在接收数据过程中，采用双曲面反射，信号通过集中、放大等一系列环节，最终才能将捕获到的数据传输到计算机中，进行后续的分析。

中国科学院国家天文台研究员 首次火星探测任务工程副总设计师 李春来：首先接触的是脚底的反射面板，然后再把它反弹到副面去，然后再折回到馈源里面，接收机要把它微弱的信号我们再放大，放大后再做传输，再做处理。

尽管数据信号经过多次反射，能量会产生一定程度的衰减，但由于信号持续不断传向地球，所以只要接收足够多的数据，就可以保证数据的准确性。

中国科学院国家天文台研究员 首次火星探测任务工程副总设计师 李春来：打到各个地方的信号，只要它是同相的，也就是同时来的信号都是一样的，信号量越多它信号会越强，然后越强的话我们就可以同一次送更多的信息，这样我们能够更多把它解出来。

正式上岗探火任务后 每天将接收大量数据

在我国火星探测任务中，轨道器和火星车上共搭载了13台科学设备，在开始环绕火星探测后，就会开始大量回传科学探测数据。而由于火星和地球的位置一直处在变化中，所以，天线要时刻处在动态的工作状态，以保证能够获取到回传的数据。

中国科学院国家天文台研究员 首次火星探测任务工程副总设计师 李春来：这个天线就相当于一个火星到地球的一条路，这条路上要跑车，这车要把那些数据运回来，要把它拿回来，所以它相当于一个信息的高速公路。天线实际上是和卫星探测器联络的唯一途径，只有这个途径能把信息传回来。

在“天问一号”火星探测器飞向火星的半年多时间里，70米口径天线已经开始进行测试工作，大概每个月会接收一次科学数据。随着探测器距离火星的距离逐渐拉近，天线获取数据的频次提升到10天左右。正式开始工作后，则每天都会接收大量回传数据。

中国科学院国家天文台研究员 首次火星探测任务工程副总设计师 李春来：接收火星数据的时候，它肯定就是跟着火星走。它的方位可以旋转360°，可以俯仰90°，所以这个范围只要我们看得见的天区，我都可以接收数据。

（总台央视记者 崔霞 徐静 吴天白）