袁東

深空探測(cè)器，一旦踏上漫漫星際征途，就一去不返，漸行漸遠(yuǎn)，飛得最遠(yuǎn)的旅行者1號(hào)探測(cè)器距離地球已經(jīng)有144個(gè)地日距離（AU，1個(gè)地日距離約1.5億公里）。然而，依靠特殊的天線技術(shù)，地球至今仍能夠和這些無(wú)畏的使者保持聯(lián)系。請(qǐng)看本期——深空探測(cè)器的“大鍋”及其測(cè)控網(wǎng)（上）。

“……小時(shí)候我一直有個(gè)夢(mèng)/有一天我要飛上外太空/就像夏夜繁星閃爍……”五月天演繹這首《小時(shí)候》表達(dá)了人類一直渴望擺脫地球搖籃奔向外太空的夢(mèng)想。戲劇性的是，上世紀(jì)50年代中后期在冷戰(zhàn)鐵幕的陰影之下，蘇聯(lián)于1957年10月4日發(fā)射了人類第一顆衛(wèi)星，宣布了美蘇兩個(gè)超級(jí)大國(guó)太空競(jìng)賽的開(kāi)始，從而加速了這個(gè)夢(mèng)想的實(shí)現(xiàn)。

美蘇兩國(guó)互不相讓，均試圖拿下更多的“第一次”。從圖1的表中可以看出，人造地球衛(wèi)星發(fā)射后不到1年時(shí)間里，他們就爭(zhēng)相邁出了各類太空探索的第一步，步伐和手筆之大令人感慨。

好比是蹣跚學(xué)步的嬰兒就試圖飛奔，這些初次嘗試的結(jié)果，大多告以失敗。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從1958年～1965年，美蘇兩個(gè)大國(guó)發(fā)射的66個(gè)深空探測(cè)器，成功的僅有11個(gè)。失敗的原因，包含多次運(yùn)載火箭的故障，但也有不少是因?yàn)樯羁仗綔y(cè)特性增加的難度。我們先分享一下蘇聯(lián)在深空探測(cè)起步階段的一些故事。

圖1 1958年～1965年的10個(gè)“首次”探測(cè)項(xiàng)目

一、深空探測(cè)的先驅(qū)——蘇聯(lián)的月神（LUNA）計(jì)劃

科羅廖夫和他的同事在1956年即開(kāi)始討論探月任務(wù)的設(shè)想，1958年1月蘇聯(lián)著名的科學(xué)家馬斯蒂斯拉夫·克爾德什（MstislavKeldysh）給科羅廖夫?qū)懶?，提出了探測(cè)器撞擊月球并拍攝圖像傳輸?shù)降厍虻脑O(shè)想，在兩人的說(shuō)服下，蘇聯(lián)政府于1958年3月20日對(duì)探月項(xiàng)目予以立項(xiàng)。（參見(jiàn)圖2）

（一）差之毫厘，謬之千里的蘇聯(lián)Luna1探月嘗試

探月的難度可想而知，蘇聯(lián)的初次嘗試選擇了撞月，因?yàn)槿f(wàn)一沒(méi)射中，變成繞月、環(huán)月飛行，這也算是“首次”。為了達(dá)到11千米/秒的逃逸速度，R-7火箭加裝Block-E第三級(jí)，Block-E干重1.12噸，在一對(duì)環(huán)形罐中貯存7噸煤油和液氧驅(qū)動(dòng)RD-0105火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。從洲際彈道導(dǎo)彈衍生而來(lái)的R-7可以使用自主慣性制導(dǎo)系統(tǒng)飛行，雖然開(kāi)發(fā)了更精確的制導(dǎo)和控制系統(tǒng)，但其精度僅為10公里左右。通過(guò)使用拜科努爾發(fā)射場(chǎng)兩側(cè)250公里處的一對(duì)無(wú)線電測(cè)控站組成地面無(wú)線電三邊測(cè)量和制導(dǎo)系統(tǒng)，測(cè)距精度提高到2公里，測(cè)角精確達(dá)到1/12度，結(jié)合使用多普勒頻移分析技術(shù)測(cè)速精確達(dá)到2米/秒。這種精確度對(duì)于太空探測(cè)任務(wù)至關(guān)重要！（參見(jiàn)圖3）

撞月的探測(cè)器主體為一個(gè)直徑80厘米的球形艙，由鋁鎂合金制成，重170千克，由銀鋅和氧化汞電池供電。和Sputnik-1衛(wèi)星一樣，兩個(gè)半球形部分用螺栓和橡膠墊圈連接，充1.3個(gè)大氣壓的氮?dú)?。（參?jiàn)圖4）

科學(xué)艙帶了一些蘇聯(lián)國(guó)旗等紀(jì)念品，還包含了一對(duì)由五角形獎(jiǎng)?wù)潞吞K聯(lián)徽章組成的不銹鋼球體（直徑7.5和12厘米），球體內(nèi)還裝了炸藥，在撞擊時(shí)爆裂并把徽章灑向月球！不過(guò)3.3千米/秒的撞月速度，炸藥明顯多余，而且紀(jì)念品應(yīng)該都汽化了。（參見(jiàn)圖5）

圖2 科羅廖夫和克爾德什都是功勛卓著的蘇聯(lián)科學(xué)院院士

圖3 增加了第三級(jí)的R7火箭，

圖4 Luna1探測(cè)器

月神計(jì)劃無(wú)疑是命運(yùn)多舛的。前三次發(fā)射，分別因?yàn)槿紵环€(wěn)定、火箭燃料管線中9至13Hz的共振問(wèn)題、一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)氧化氫泵故障而失敗。1959年1月2日Luna1終于成功發(fā)射，奔月速度達(dá)到11.17千米/秒。理論上撞擊月球的精度可以控制在100-200公里范圍，但由于地面導(dǎo)航系統(tǒng)中預(yù)設(shè)R7火箭無(wú)線電導(dǎo)航參數(shù)時(shí)出現(xiàn)了2°的偏差，導(dǎo)致Block-E多燃燒了幾秒，Luna1錯(cuò)過(guò)月球，飛行34小時(shí)后從月球身邊5995公里擦肩而過(guò)，進(jìn)入日心軌道。

這次“投石問(wèn)路”的壯舉真可謂“差之毫厘，謬之千里”！不過(guò)即便在陰差陽(yáng)錯(cuò)下，Luna1測(cè)量到月球沒(méi)有磁場(chǎng)，還測(cè)量到太陽(yáng)發(fā)射的等離子流——“太陽(yáng)風(fēng)”，并獲得“第一顆人造行星”稱號(hào)。

糾正了導(dǎo)航錯(cuò)誤，1959年9月12日，蘇聯(lián)的Luna2號(hào)精確地撞擊到月球上兩座環(huán)形山之間，這是人類文明史上第一次將人造物體降落（砸）在月球上。

（二）軌道設(shè)計(jì)成就“月之暗面”的第一個(gè)探測(cè)器——Luna3

Luna2號(hào)的成功撞擊對(duì)于美國(guó)人來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一種刺激，但還沒(méi)等他們緩過(guò)神來(lái)，三個(gè)星期后，Luna3號(hào)又從發(fā)射場(chǎng)起飛，它重約434千克，不但成為人類近距離拍攝月球照片的首枚探測(cè)器，而且向人類傳回了首張?jiān)虑虮趁娴膱D片。

拍照并回傳，在當(dāng)時(shí)來(lái)說(shuō)是高難度動(dòng)作，擺在面前的難題有：

1、膠片時(shí)代，沒(méi)有數(shù)碼相機(jī)，探測(cè)器上需要能沖洗照片并掃描成電信號(hào)回傳。

2、照相機(jī)需要對(duì)準(zhǔn)月球。

3、沒(méi)有成熟的定向天線，發(fā)射機(jī)功率又有限，如何把照片信號(hào)可靠的回傳地球？要知道蘇聯(lián)在1957年建成的第一代測(cè)控網(wǎng)，一共13個(gè)站點(diǎn)，但均集中在北半球，只能實(shí)現(xiàn)部分區(qū)域的測(cè)控。（參見(jiàn)圖6）

針對(duì)第一個(gè)問(wèn)題，列寧格勒電視科學(xué)研究所（NII-380）開(kāi)發(fā)了一個(gè)光電攝像單元，結(jié)構(gòu)緊湊，f/5.6光圈的200毫米鏡頭和帶有f/9.5光圈的500毫米鏡頭可同時(shí)拍攝兩張照片。耐溫和抗輻射的35毫米膠片技術(shù)，是通過(guò)對(duì)繳獲的美國(guó)Genetrix氣球進(jìn)行逆向工程研發(fā)。40個(gè)膠片存儲(chǔ)在鉛襯倉(cāng)中，膠片拍攝完之后顯影、定影、干燥，來(lái)自陰極發(fā)光管的光束掃描膠片，圖像由光電倍增管讀取并輸出成像，實(shí)現(xiàn)了1000x1000的分辨率。讓探測(cè)器變成了一個(gè)太空相片沖洗店。（參見(jiàn)圖7）

圖5 撞擊月球的兩個(gè)不銹鋼球體，7.5和12厘米直徑，內(nèi)有炸藥，撞擊月球放煙花

圖6 蘇聯(lián)在1957年建成的第一代測(cè)控網(wǎng)，13個(gè)站點(diǎn)均集中在北半球

圖7 小巧緊湊的太空沖洗掃描店

針對(duì)第二個(gè)問(wèn)題，蘇聯(lián)科學(xué)家BorisRaushenbakh首次研制出探測(cè)器的三軸穩(wěn)定系統(tǒng)，稱為Chaike（Seagull）“查克”控制系統(tǒng)。前后8個(gè)廣角光電管測(cè)量太陽(yáng)光，下圖中（S）和（B）標(biāo)注，一個(gè)窄角月光傳感器（m）通過(guò)攝像窗口探測(cè)月光，三個(gè)陀螺儀（d）測(cè)量角速度，由繼電器構(gòu)成的專用計(jì)算機(jī)控制8個(gè)微型噴嘴，它們可以發(fā)出1/10秒的脈沖，由壓力為150大氣壓的氮?dú)夤尢峁﹦?dòng)力。這套系統(tǒng)能夠讓相機(jī)穩(wěn)定對(duì)準(zhǔn)月球拍攝。（參見(jiàn)圖8）

第三個(gè)問(wèn)題其實(shí)最難。受到衛(wèi)星條件限制，“沖洗”完的照片數(shù)據(jù)只能使用3瓦的功率在183.6MHz載波上發(fā)送圖片信號(hào)。地月距離在36～40萬(wàn)公里范圍，是上期《GEO通信衛(wèi)星的秘密|看天線，識(shí)衛(wèi)星——漫談衛(wèi)星天線（四）》中講的GEO軌道的十倍，探測(cè)器發(fā)回的信號(hào)與發(fā)射同樣功率的地球同步軌道衛(wèi)星信號(hào)相比，強(qiáng)度只有后者的1/127！當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)的地球站還不具備遠(yuǎn)距離接收這么微弱信號(hào)的能力，怎么辦？（參見(jiàn)圖9）

LUNA計(jì)劃發(fā)起者，蘇聯(lián)著名的科學(xué)家馬斯蒂斯拉夫·克爾德什想了個(gè)率性、大膽也是高風(fēng)險(xiǎn)的解決方案——飛回來(lái)再接收！探測(cè)器借月球引力，輔助機(jī)動(dòng)折返地球，靠近北半球之后再傳送信號(hào)！這在當(dāng)時(shí)是最復(fù)雜的航天器太空機(jī)動(dòng)。

首先必須精確控制好R7火箭第三級(jí)的速度，Block-E關(guān)機(jī)后的速度必須比地球逃逸速度低60-90米/秒，不能超，否則回不來(lái)?。▍⒁?jiàn)圖10）

其次，要控制好方向，蘇聯(lián)跟蹤和制導(dǎo)系統(tǒng)現(xiàn)狀只能向北發(fā)射，但發(fā)射后必須偏轉(zhuǎn)，瞄準(zhǔn)月球南極附近，在距離其表面幾千公里繞行，受月球引力影響后繞回地球北面，也就是蘇聯(lián)領(lǐng)土上方的無(wú)線電測(cè)控區(qū)域回傳數(shù)據(jù)。在Steklov數(shù)學(xué)研究所的Strela-1計(jì)算機(jī)模擬了地球、月球和太陽(yáng)的引力，精確計(jì)算了軌道，并為蘇聯(lián)遠(yuǎn)東堪察加半島的耶利佐沃遙測(cè)站和西端克里米亞南部的卡什卡山站兩個(gè)無(wú)線電測(cè)控提供了建議。

圖8 Luna3的三軸穩(wěn)定系統(tǒng)，右為太陽(yáng)傳感器和氮?dú)鈬娮?/p>

圖9 照片信號(hào)通過(guò)Luna3頭部四根鞭狀旋轉(zhuǎn)場(chǎng)天線發(fā)射（183.6MHz），功率僅3瓦

圖10 從北面出發(fā)，從北面回來(lái)，月球引力輔助機(jī)動(dòng)完美解決當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)深空探測(cè)的短板

作為向人造地球衛(wèi)星發(fā)射兩周年紀(jì)念的致敬，1959年10月4日，Luna3探測(cè)器成功發(fā)射，獲得了10.855公里/秒的亞地球逃逸速度。在長(zhǎng)途奔襲中失去測(cè)控，主要依靠定時(shí)器按照設(shè)定的時(shí)序自動(dòng)開(kāi)展各項(xiàng)工作，因此Luna3的另一個(gè)稱謂是“TheAutomaticInterpla netaryStation”（自動(dòng)行星際站）。（參見(jiàn)圖11）

令人佩服的是Luna3首次成功的拍攝到了月球背面的照片。在返程中，由于回傳的信號(hào)實(shí)在太微弱，當(dāng)探測(cè)器靠近地球至4萬(wàn)公里時(shí)照片傳輸才得以有效進(jìn)行！本次拍攝并成功洗出17張照片，其圖像需要8個(gè)小時(shí)傳輸，體裝式太陽(yáng)能發(fā)電貼片的供電卻跟不上，Luna3的無(wú)線電發(fā)射器只能傳一個(gè)小時(shí)，然后在待機(jī)模式等著用太陽(yáng)能給電池充電兩小時(shí)再繼續(xù)……最終花了25小時(shí)傳送了十多張照片。

說(shuō)實(shí)話，千辛萬(wàn)苦傳回的照片質(zhì)量相當(dāng)糟糕，但卻是人類第一次見(jiàn)到神秘的月之暗面（The Hidden Side Of The Moon），這是首次從太空視角向人們展現(xiàn)月球，以至于在世界各地出版時(shí)，引起了廣泛的興奮和興趣。

二、深空探測(cè)的難關(guān)和解決策略

蘇聯(lián)月神計(jì)劃中，地面僅有為數(shù)不多的10kW發(fā)射機(jī)測(cè)控站，探測(cè)器是區(qū)區(qū)數(shù)瓦的全向發(fā)射天線，這些低增益天線系統(tǒng)著實(shí)增加了深空探測(cè)任務(wù)的難度！而測(cè)控精度上的細(xì)微紕漏又直接影響到任務(wù)成功與否。

再來(lái)看看美國(guó)，作為Pioneer/Able計(jì)劃的一部分，美國(guó)也試圖向月球發(fā)送簡(jiǎn)陋的探測(cè)器，而所有這些任務(wù)都失敗了，Pioneer-4是1959年3月3日第一個(gè)達(dá)到地球逃逸速度的美國(guó)航天器，執(zhí)行的月球飛越任務(wù)卻偏離了月球有6萬(wàn)公里之多。

月球其實(shí)是地球人進(jìn)行深空探測(cè)時(shí)家門口的第一站，都遇到了這么多麻煩，后續(xù)怎么辦！細(xì)細(xì)分析并歸納起來(lái)，難題可以分為三類，而通過(guò)幾十年的努力也有了一些解決策略。（參見(jiàn)圖12、13）

（一）深空探測(cè)的測(cè)控難

圖11 在太空Luna3尾部彈出兩根鋼帶天線構(gòu)成V型偶極子測(cè)控天線（39.986MHz）

圖12 月之暗面——1959年Luna3拍攝

圖13 月之暗面——2009年月球勘測(cè)軌道飛行器拍攝

國(guó)際上對(duì)于測(cè)控定義為Tracking，Telemetry&Command，即前幾期經(jīng)常提到的TT&C，中文通常稱之為“跟蹤、遙測(cè)及遙控”。對(duì)航天測(cè)控的跟蹤通常包含測(cè)距、測(cè)速及測(cè)角三種操作，對(duì)于深空探測(cè)來(lái)說(shuō)，用雷達(dá)回波時(shí)延測(cè)試超長(zhǎng)距離會(huì)面臨回波微弱，難以和噪聲區(qū)別、檢測(cè)困難的問(wèn)題，必須采用比特位長(zhǎng)特別長(zhǎng)的偽隨機(jī)碼才能滿足超長(zhǎng)距離測(cè)距的需要；對(duì)于測(cè)角來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)采用方向性極強(qiáng)的天線波束對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)航天器，實(shí)現(xiàn)對(duì)其偏離軸向的方向和大小的測(cè)量，該方法對(duì)木星以遠(yuǎn)的深空探測(cè)存在精度不足的問(wèn)題，70年代后期采用了VLBI（甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量法），簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，VLBI就是把幾個(gè)小望遠(yuǎn)鏡聯(lián)合起來(lái)，多個(gè)測(cè)控站相隔幾千公里組成基線很長(zhǎng)的天線陣干涉測(cè)量，分別在同一時(shí)刻接收同一射電源的信號(hào)，對(duì)各自的數(shù)據(jù)記錄并進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，求出觀測(cè)值，達(dá)到一架大望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)效果，從而極大地提高了分辨率，滿足精度要求。一個(gè)地日距離下，目前精度已經(jīng)可以小于1nrad，相當(dāng)于誤差低于150米；實(shí)時(shí)性要求高的還可以采用NASA1990年代開(kāi)發(fā)的CEI（ContiguousEle mentsInterferometer），連接元干涉儀技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)角。

遙測(cè)通常是指通過(guò)遙測(cè)系統(tǒng)來(lái)獲取航天器各系統(tǒng)的工作及環(huán)境狀態(tài)等信息，為航天器的運(yùn)行或故障處理等提供依據(jù)，遙控是指對(duì)空間中的航天器進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制，主要用于對(duì)航天器進(jìn)行數(shù)據(jù)注入、各種開(kāi)關(guān)控制、載荷控制、軌道控制和姿態(tài)控制等。遙測(cè)和遙控在數(shù)據(jù)傳輸上數(shù)量不大，一般而言實(shí)時(shí)性要求極高，然而對(duì)于深空探測(cè)來(lái)說(shuō)，30萬(wàn)公里/秒的光速都嫌慢，從下表中可以發(fā)現(xiàn)到月球還是秒級(jí)的時(shí)延，但對(duì)于7535～4297百萬(wàn)公里以外的冥王星，單程時(shí)延已經(jīng)長(zhǎng)達(dá)4～7小時(shí)，如果有操作人員按下“發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火”的開(kāi)關(guān)，傳遞到冥王星探測(cè)器上，黃花菜也涼了！即便是大家津津樂(lè)道的火星，單程時(shí)延也達(dá)到3.31～22.294分鐘，打電話給移民火星的地球人基本不可能，發(fā)個(gè)短信估計(jì)要吃上一頓飯才能收到回復(fù)，未來(lái)要打星際電話，恐怕只能指望星球大戰(zhàn)里的原力成真，實(shí)現(xiàn)全息視頻通信。（參見(jiàn)圖14）

圖14 與各個(gè)行星之間的超長(zhǎng)距離，帶來(lái)了測(cè)控和通信的大難題

圖15 國(guó)際上對(duì)于深空通信上下行鏈路的頻率分配

因此，對(duì)于月球探測(cè)通信，還勉強(qiáng)可以采用準(zhǔn)實(shí)時(shí)的遙控方式控制航天器平臺(tái)和有效載荷；對(duì)于其他更遙遠(yuǎn)的行星，需要探測(cè)器在不同飛行階段具備一定的自主導(dǎo)航和制導(dǎo)控制能力。

（二）深空探測(cè)的通信難

深空探測(cè)器采集到的任務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)，比如照片、科學(xué)數(shù)據(jù)，往往數(shù)據(jù)量比較大，然而長(zhǎng)距離造成了極大的信號(hào)路徑損失，降低了接收信號(hào)的信噪比，限制了傳輸速率的提高。因此，增大天線口徑，縮小波束寬度，能量盡可能集中而不浪費(fèi)在空間，采用拋物面定向天線是較好的辦法，這也是題圖各式探測(cè)器大多“頭頂一口鍋”的由來(lái)。但由于受到航天器安裝尺寸、重量的限制，天線口徑受限，對(duì)于木星及以外的外行星探測(cè)還必須采用其他的辦法來(lái)提高天線增益：

1、盡可能增大天線口徑，使用更高的頻段

天線增益和天線口徑成正比，和波長(zhǎng)的平方成反比，理論指導(dǎo)實(shí)踐，主要的幾個(gè)航天大國(guó)地球站口徑從一開(kāi)始的26米、32米、34米，向64米、70米、100米進(jìn)軍，相當(dāng)于用大喇叭喊話和大耳廓聆聽(tīng)；也有通過(guò)幾個(gè)天線組陣方式增加天線口徑，如在卡西尼造訪土星的時(shí)候，每天發(fā)回的數(shù)據(jù)量達(dá)到4Gb，為了解決這個(gè)問(wèn)題，34米和70米口徑天線組陣滿足任務(wù)需求。

探測(cè)器上的天線口徑也一樣，阿波羅計(jì)劃探測(cè)月球使用的天線口徑僅0.6～1.5米，旅行者號(hào)增加到3.66米，1989年發(fā)射的伽利略號(hào)土星探測(cè)器增加到4.8米，幾乎達(dá)到運(yùn)載火箭整流罩的容納極限。深空探測(cè)的通信頻段也在不斷提高，1960年代廣泛使用S波段作為上下行，1970年代開(kāi)始啟用X波段，1990年代卡西尼號(hào)探測(cè)器甚至啟用Ka波段作為下行。更高的頻段，波長(zhǎng)更小、天線增益更高，同時(shí)也不易受到電離層和太陽(yáng)等離子區(qū)中帶電粒子的影響，不過(guò)短波長(zhǎng)對(duì)于天線的加工精度、變形等要求增加，對(duì)地球站的熱變形、陣風(fēng)變形、重力下垂變形等考驗(yàn)極大。（參見(jiàn)圖15）

2、增加發(fā)射功率

為了提高發(fā)射功率，深空探測(cè)地球站使用數(shù)百千瓦到一千千瓦的信號(hào)放大器；對(duì)于航天器來(lái)說(shuō)，采用高性能太陽(yáng)能發(fā)電帆板供電，木星距離以遠(yuǎn)的行星，采用同位素?zé)犭娕迹≧TG）發(fā)電，以達(dá)到最低幾十瓦級(jí)別的發(fā)射功率。

3、采用信道編碼、信源壓縮技術(shù)

由于信號(hào)微弱、干擾等原因，地球站接收的數(shù)據(jù)難免有錯(cuò)，如果采用重傳的方式，在大時(shí)延的情況下，一來(lái)一去，會(huì)非常的痛苦。因此糾錯(cuò)編碼是一種有效的辦法，現(xiàn)有的深空探測(cè)器都無(wú)一例外地采用了有效的糾錯(cuò)編碼方案，典型方案是以卷積碼作為內(nèi)碼、里德一所羅門(R-S)碼作為外碼的級(jí)聯(lián)碼。隨著計(jì)算處理能力的發(fā)展，也逐步采用具有優(yōu)異性能的Toubo碼和LDPC碼等長(zhǎng)碼進(jìn)行信道編碼。

另外日常辦公使用的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)也當(dāng)仁不讓地應(yīng)用在深空探測(cè)上，在相同的傳輸能力下，能夠?qū)⒏嗟臄?shù)據(jù)傳回地球，緩解對(duì)數(shù)據(jù)通信的壓力。只不過(guò)對(duì)于耗資巨大、千辛萬(wàn)苦獲得的原始圖像和科學(xué)數(shù)據(jù)，必須采用無(wú)損壓縮，一般做到3:1的壓縮率。

4、降低地面接收系統(tǒng)的噪聲溫度

深空探測(cè)任務(wù)中返回的信號(hào)十分微弱，信噪比極低，為了努力降低地面接收系統(tǒng)的噪聲水平，普遍在地球站采用低溫制冷超低噪聲溫度放大器。

（三）深空探測(cè)的通信保持難

地球在不停地旋轉(zhuǎn)，要和天上的探測(cè)器保持7×24小時(shí)不間斷的通信，要求在地球表面間布下全球性的陸基深空網(wǎng)，理論上在地心角相距120度的地方各建一座地球測(cè)控站，即可對(duì)巡航期間的航天器進(jìn)行全天時(shí)連續(xù)觀測(cè)。

深空探測(cè)雖難，但只要思想不滑坡，辦法總比困難多！兩個(gè)超級(jí)大國(guó)為了在太空競(jìng)賽中拿到更多的第一，在深空探測(cè)上可謂拿出了舉國(guó)之力，然而結(jié)局卻截然不同……（未完待續(xù)）