洞察號到火星距離那麼遠，人類如何操控它？這是什麼原理

人類走出地球以後，看到浩瀚的宇宙沒有被嚇倒，反而激發了人類探索宇宙的熱情，這是一種無往不前的精神，正是這種精神的存在，人類的科技才能夠發展如此之快，人類文明才能夠在如此短的時間內走出地球探索宇宙。

人類走出地球之後，探索宇宙的第一站那自然是太陽系，只有把太陽系研究透了，搞明白了，我們才有能力飛出太陽系，去探索更遠的星空。太陽系有八大行星，這是人類探索的重點，這其中火星是科學家關注度最高的一顆行星。

科學家對火星如此關注，最主要的原因是它和地球的環境有些相似，探測器可以登陸火星。其它的行星科學家也非常想探索，比如金星，如果金星表面和火星差不多，科學家最想探索的應該會是金星，它離地球近，而且還是地球的姐妹星。那為什麼科學家不去登陸探索金星呢？原因很簡單，金星表面的溫度太高了，大氣層也非常惡劣，這是一個煉獄星球，探測器根本無法登陸金星表面。

其它行星的表面環境，以現在人類的科技都難以實現登陸，所以火星成為了科學家探索的重點，最新的洞察號火星無人著陸探測器在今年5月發射，歷經半年左右的航行，目前已經成功登陸火星，並將在未來對火星地下環境進行一系列探測。除了最新的洞察號探測器，火星上還有其它的陸地探測器，比如好奇號，機遇號等。

說到這裡，可能很多人都會有一個疑問：火星距離地球這麼遠，人類是如何實現和洞察號的聯繫，並對它進行操控？這是什麼原理。其實對於這個問題，學過一些高等物理的朋友應該都有所了解。它其實和遙控車的操控有些相似，都是通過無線電信號來遙控。當你發出指令，然後無線電信號傳達到遙控車內部的控制系統上，就可以根據指令完成車的各種移動和動作。

洞察號的操控和這個有些相似，不過複雜度要高很多，而且探測器想要登陸火星，也要提前做很多工作，先要在地球上通過電腦模擬來登陸火星，模擬成功後然後會將相關數據和指令輸入火星車探測器。探測器就是依靠這些輸入好的指令來完成工作。

不過，由於火星距離地球比較遠，太空中的通訊必然要中轉才行，洞察號發出的信號也無法直接和地球聯繫，要經過幾道中轉。我們都知道，中國的嫦娥四號已經發射了一周多，很快它就要在月球背面軟登陸，嫦娥四號想要在月球背面實現和地球的聯絡，還需要提前布置在地球和月球之間的中轉衛星才可以。

月球離地球如此近，還需要衛星的中轉，而火星離地球如此之遠，自然也是需要中轉的。當科學家準備發射火星探測器前，會先發射一顆衛星到地球的外太空軌道上，它的任務就是專門用來接收來自火星的信號。然後洞察號火星車發射升空。

洞察號經過長達半年的飛行，到達火星軌道，這個時候還不能直接登陸火星，需要先在火星外太空軌道上發射一顆小型衛星，它用來接收來自火星車傳出的信息，同時傳達地球給火星車發出的指令信息。這一切都準備好之後，探測車就開始按照之前輸入好的指令登陸火星。

當探測器成功登陸火星之後，後面的工作就會按照之前的程度在火星上執行。那麼洞察號如果拍了火星的照片，它要如何傳回地球呢？其實也不複雜，它先將圖片轉換成數據信號 ，然後通過無線電傳送給火星外太空軌道上的那顆衛星，這顆衛星接收到信號之後再傳送到地球外轉的那顆衛星，最後再傳回到地球的接收站。整個過程需要20分鐘左右。

可能有人會說了，還需要20分鐘啊，時間夠長啊，事實上這已經是非常快的傳輸速度了，要知道無線電信號是通過光速來傳播的。宇宙中的距離單位是光年，光速在我們看來那是快到不可思議的速度。但在宇宙中，光速只能算是基本速度，不算是多麼快的速度。

不過，人類現在的科技有限，光速是目前通訊最快的速度，也是人類探索宇宙通訊的最快速度，火星和地球的距離其實並不算遠，通訊還有20分鐘左右的延遲，如果更遠的星球，通訊時間會更長。現在正在太陽系邊緣探索的新視野號飛船，傳送一次照片需要若干個小時才行。

目前人類還沒有飛出太陽系，但隨著科技的快速發展，未來我們必然會走出太陽系，去更加遙遠的星系探索，甚至走遍銀河系的每一個角落。而通訊是宇宙探索必不可少，如果還是現在只有光速的無線電信號，那肯定是滿足不了需求的。

試想，未來人類的宇宙飛船到達了離地球100光年的星系，地球想和飛船聯繫，來回需要200年的時間，這明顯是不行的，如果遇到緊急事件，需要飛船返回地球的時候，等無線電信號送達的時候，早就黃花菜都涼了，因此未來的太空通訊必然需要更加快速的通訊方式，速度要超越光速。

我們在一些科幻電影中可以看到，飛船在星際間航行，通訊都是即時到達，即使相隔幾光年的距離，也可以做到即時通訊，可能有人會覺得這種通訊方式只能在電影中出現。但在未來，它一定會在現實中出現，這是更高級別的通訊，比如量子通訊，或者比量子通訊還要先進的通訊方式，它的速度遠遠超過光速。

小夥伴們，你們對宇宙的無線電通訊方式有何看法？歡迎大家在下方留言討論，發表自己的見解和看法。

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