太阳噪声对火星探测测控链路影响

摘要

在深空探测活动中,随着地球、航天器和太阳之间的相对运动关系变化,会发生日凌现象.日凌期间地面测控设备的天线主波束在对准探测器的同时也对准了太阳,此时太阳所产生的强大电磁辐射会进入地面测控天线的主波束内,对所接收的探测器信号造成强烈的干扰.因此,太阳噪声是影响深空测控通信链路性能的一个重要因素.在我国首次火星探测“天问一号”任务中,利用太阳-地球-火星夹角小于5°的机会,即在2021年9月23日至10月23日期间,利用我国深空测控网位于新疆喀什地区的35 m口径和位于黑龙江佳木斯地区的66 m口径深空测控设备,开展了日凌期间太阳噪声对“天问一号”测控通信链路影响的研究,获取了最新的试验成果,得到了太阳噪声在距离地球4亿千米时对我国深空测控设备X频段测控链路的影响初步规律.对深空测控站接收的下行遥测数据,先进行完备性、正确性校验,然后通过统计遥测接收的误帧率,评估了太阳噪声对深空测控站接收性能影响的效果.通过数据分析可以看出,当方位偏移角小于3°后,太阳热噪声影响增大,小于1°后显著增大;当俯仰偏移角小于2°后,太阳热噪声影响增大,小于0.5°后显著增大.由于“天问一号”任务期间正处在太阳活动的平静期,太阳噪声影响相对较小,后续在“天问一号”的拓展任务期间,地面测控系统还将持续监测日凌对测控链路影响情况,力争获得一个完整太阳活动周期内的数据分析,以便为后续深空探测活动中太阳噪声影响分析提供更加精确的参考依据.