2020年的火星將賓客盈門，它將“結(jié)識(shí)新朋友，不忘老朋友”。但若不精心謀劃，仔細(xì)打算，可能會(huì)因接待窗口時(shí)間有限造成通信網(wǎng)絡(luò)的嚴(yán)重?fù)矶隆Ｃ绹?guó)太空新聞網(wǎng)3日?qǐng)?bào)道了這顆紅色星球面臨的窘境——各類航天飛行器發(fā)射后需要開展大量遙測(cè)和跟蹤，但多國(guó)發(fā)起的多項(xiàng)火星任務(wù)，將給美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）的地面跟蹤網(wǎng)絡(luò)帶來巨大壓力，其作為國(guó)際合作伙伴的能力也將受到挑戰(zhàn)。

　　位于美國(guó)加利福尼亞的一處DSN天線。

　　在火星軌道執(zhí)行任務(wù)的MAVEN飛行器。

　　火星任務(wù)列表很長(zhǎng)

　　現(xiàn)在，讓我們細(xì)數(shù)一下2020年的火星任務(wù)——

　　NASA的火星2020漫游器、歐洲空間局（ESA）的ExoMars2020漫游器和平臺(tái)、中國(guó)的軌道器/著陸器/流動(dòng)站、阿聯(lián)酋的希望軌道飛行器、印度的火星軌道任務(wù)-2，以及美國(guó)私營(yíng)航天企業(yè)太空探索技術(shù)公司（SpaceX）的“紅龍”火星著陸器。

　　除了新來的訪客，原本已在火星軌道上的其他任務(wù)，包括NASA的“奧德賽”軌道飛行器、火星氣氛和揮發(fā)性演變?nèi)蝿?wù)（MAVEN）軌道飛行器，歐空局和印度的“火星快車”及追蹤氣體軌道儀等，都還在按計(jì)劃運(yùn)行。火星上還有NASA的“機(jī)遇”號(hào)和“好奇”號(hào)火星車，以及將于2018年登陸火星的“洞察”號(hào)火星地質(zhì)勘探航天器。

　　NASA噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）火星探測(cè)局火星中繼網(wǎng)絡(luò)辦公室主任查爾斯·愛德華茲說：“這將是6個(gè)獨(dú)立的新任務(wù)，代表6個(gè)不同的航天組織，包括9個(gè)獨(dú)立的航天器，再加上目前正在開展的9個(gè)任務(wù)?！?/p>

　　深空網(wǎng)絡(luò)重任在肩

　　NASA的深空網(wǎng)絡(luò)（DSN）是用于與火星航天器通信的大型無線電天線網(wǎng)絡(luò)，由JPL負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)，除了為火星及其他深空航天器提供網(wǎng)絡(luò)支持，還為在地球軌道運(yùn)行的航天器提供幫助。現(xiàn)在，JPL正在進(jìn)行詳細(xì)的研究，如何更好地處理火星新探測(cè)器的涌入。

　　DSN項(xiàng)目經(jīng)理斯提芬·里奇頓介紹說，最值得關(guān)注的是兩個(gè)時(shí)段。第一個(gè)是2020年夏天，屆時(shí)幾乎所有的火星任務(wù)都要在這一限定時(shí)間內(nèi)發(fā)射；第二個(gè)是2021年初，火星任務(wù)將全部抵達(dá)火星軌道或登陸火星。

　　雖然DSN在規(guī)劃和應(yīng)對(duì)意外事件方面擁有豐富經(jīng)驗(yàn)，且已做好應(yīng)急準(zhǔn)備，但里奇頓說：“2020年面臨的火星及非火星任務(wù)量龐大，需要更新現(xiàn)有機(jī)制才能更好地提供支持，所以，我們正在研究新的應(yīng)急處理程序，以便適應(yīng)新情況。”

　　從哪里尋找中繼服務(wù)

　　科羅拉多大學(xué)科學(xué)院大氣與空間物理實(shí)驗(yàn)室主任研究員布魯斯·亞克斯基認(rèn)為，這么多火星任務(wù)將引發(fā)諸多問題，包括如何處理從各類航天器傳回地球的數(shù)據(jù)，以及如何同時(shí)處理多家軌道運(yùn)營(yíng)商的雙向通信。

　　雖然“奧德賽”仍可能作為通信中繼繼續(xù)工作，但自本世紀(jì)以來，這個(gè)在火星軌道上的航天器已開始逐漸老化。

　　“MAVEN有一個(gè)固定天線，但并不具備同時(shí)提供中繼服務(wù)和實(shí)施自身科學(xué)研究的能力?！眮喛怂够f，“因此，我們希望尋找更多提供中繼服務(wù)的航天器?！?/p>

　　洛克希德·馬丁公司也參與了支持運(yùn)營(yíng)“奧德賽”和MAVEN，還擁有處理進(jìn)入火星大氣層、下降并著陸的經(jīng)驗(yàn)，比如2008年5月觸及火星表面的“鳳凰”號(hào)。該公司目前正在努力學(xué)習(xí)如何更好地為其他任務(wù)提供支持。

　　此外，于2016年10月進(jìn)入火星軌道的歐空局ExoMars氣體追蹤軌道器上，載有兩個(gè)NASA提供的中繼設(shè)備，該硬件在洛克希德·馬丁公司進(jìn)行了測(cè)試，確保了火星和地球之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹欣^兼容性。

　　處理數(shù)據(jù)能力有待提升

　　對(duì)于即將到來的2020火星通信業(yè)務(wù)，愛德華茲說，絕對(duì)需要跨國(guó)公司整合下載和上傳數(shù)據(jù)的能力。“關(guān)鍵是NASA的DSN與歐空局及更廣泛的國(guó)際社會(huì)共同努力，建立可以互操作的空間通信協(xié)議?！?/p>

　　目前，DSN還推出了新技術(shù)，能同時(shí)跟蹤四個(gè)航天器，讓更多的任務(wù)得到現(xiàn)有設(shè)備的支持。

　　里奇頓說：“我們還在與非NASA火星任務(wù)協(xié)調(diào)發(fā)射或到達(dá)時(shí)間，盡量避免在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生太多航天事件?！?/p>

　　上一個(gè)如此高密度任務(wù)期是2003年和2004年，雖然順利完成了諸多任務(wù)，但是，“即將到來的2020年—2021年窗口期絕對(duì)不容小覷，需要嚴(yán)陣以待?！睈鄣氯A茲強(qiáng)調(diào)。