火星探測器那么遠，我們怎么跟它通訊？

為了解決這個問題，科學家和航天工程師們想出了一系列方案，實現高精度、全天候的地球和火星之間的通訊。

大尺寸的深空通訊天線

人類發射深空探測器的難度極大，例如“天問一號”重量在5 噸左右，但它需要重達870 噸的長征五號發射火箭。它又包括環繞器、著陸器和巡視器三大部分，攜帶了13 項科研儀器。環繞器是其中核心，攜帶了能量系統、推進系統、姿控系統、支撐結構和通訊系統等重要組成，其中就包括通訊天線。

然而，由于火箭整流罩內尺寸、探測器自身結構穩定性、能量供應能力（所有分系統都需要耗電）等限制，天線注定無法做到很大。為保證“天問一號”的天線能正常工作，就必須要求地面端補償：一方面能盡可能發射大功率信號，抵達為了解決這個問題，科學家和航天工程師們想出了一系列方案，實現高精度、全天候的地球和火星之間的通訊?！疤靻栆惶枴睍r能被天線捕獲；另一方面也能接收到“天問一號”發射回地球的極其微弱的信號。

能同時實現這些要求，就必須依靠巨大尺寸的天線，它是深空通訊的核心，尺寸/ 直徑越大往往意味著更大的信號發射強度和接收靈敏度。對于“天問一號”而言，需要數個35 ～ 70 米直徑的天線為之服務。

例如，中國科學院國家天文臺在天津武清站新建的70 米高性能接收天線（GRAS-4），是亞洲最大的單口徑全可動天線，主要用來接收“天問一號”各種科學載荷數據。它的面積接近10 個籃球場大小，總重超過2700 噸！

全球無死角覆蓋深空通訊網絡

由于地球是球形且在不斷旋轉，每個地面天線能夠覆蓋的天域總是有限的，所以需要在全球范圍內部署深空站才能保持全天時的與深空探測器通訊。理想情況下，三個間隔120 度、均勻分布的深空站即可實現，例如NASA 深空通訊網在金石（美國）、堪培拉（澳大利亞）和馬德里（西班牙）部署。

中國的方案是佳木斯（國土最東部）、喀什（國土最西部）和薩帕拉（阿根廷西部）部署深空站，足以實現超過92% 天域覆蓋的有效通訊，其他站點也可以參與測控通訊和有效載荷科研數據接收等。此外，中國的深空通訊網也積極參與國際聯網，利用龐大網絡的甚長基線測量等方案高精度跟蹤天問一號位置。中國目前是僅次于美國和歐洲的第三個擁有全球布站深空通訊網的國家。