祝融号与火星快车实现太空“握手” 航天五院西安分院通信系统完美架桥侧记
11月，我国“天问一号”与欧空局“火星快车”任务团队合作开展了“祝融号”火星车与“火星快车”轨道器在轨中继通信试验，取得圆满成功。航天五院西安分院为“祝融号”火星车研制的UHF频段通信子系统在这次对接中发挥了核心作用。
国际范的太空“握手”
10月27日，欧洲航天局空间业务中心在社交媒体上宣布，欧空局“火星快车”探测器与中国“祝融号”火星车将在11月进行5次通信测试，并向地球传回数据。这是欧空局十年来首次在火星轨道实际测试“火星快车”的数据盲接收能力。
此次太空“握手”前，西安分院UHF频段通信子系统研制团队同总体单位及欧空局“火星快车”研制团队进行了充分沟通，并多次召开视频会议进行技术细节的讨论，密切配合总体单位编写了在轨测试大纲和测试细则，并仔细核实在轨上注指令，确保“祝融号”火星车在通信弧段开始前将各项参数配置至相应状态。
在约定时刻，由“祝融号”向“火星快车”发送数据，通信距离约4000千米，通信时长10分钟。“火星快车”接收数据后转发给欧空局所属深空测控站，测控站接收后发送给欧洲空间操作中心（ESOC），ESOC再转发至北京航天飞行控制中心，由中方技术团队解译后，判读数据的正确性。
受重量和体积约束，火星车直接对地通信能力较弱，无法满足大量数据传输需求。因此，需要将数据发送给距离较近的火星轨道器，然后由通信能力更强的轨道器转发给地面接收系统，这个过程称作中继通信。
一般情况下，在建立中继通信前，轨道器会先向火星车发送一个“发起”信号，随后火星车回复“确认”信号，然后双方建立稳定的双向中继通信链路，就像朋友打电话需先拨通电话一样。
由于“火星快车”发射频率与“祝融号”接收频率不匹配，不能通过“拨通电话”的方式建立通信链路，因此双方需要事先约定好通信时间，由“祝融号”直接发送数据，“火星快车”进行“盲收”，类似于微信的通信方式。
根据数据判读分析结果，双方任务团队确认“祝融号”和“火星快车”配置的中继通信设备接口匹配，符合国际标准，传输数据内容完整正确，试验取得成功。
我国火星探测国际合作成功迈出第一步
“祝融号”火星车与“火星快车”环绕器作为不同国家的火星探测器，他们发出的信号是如何进行自主通信的呢？
“这次对接得以成功是依靠两个探测器均采用国际通用协议。”西安分院天问一号测控数传分系统副主任设计师田嘉说，通过这项协议可实现在临近空间范围内的全自主、高可靠、高效率及自适应的智能化信息传输，这就如同中国的5G手机走到国外依然能接收不同国家的5G信号一样，“祝融号”火星车发出的信号，“火星快车”环绕器依旧可以接收使用。
西安分院UHF频段通信子系统研制团队不断地对协议设计方案进行优化迭代，依次突破了全自主、高可靠、高吞吐率协议集成等多项关键技术，并采用架构统型的思想对协议进行了高效的集成。
本次对接任务圆满成功，为我国开展火星探测国际合作成功迈出了第一步。后续，西安分院UHF频段通信子系统研制团队将继续与总体单位及欧空局密切配合，共享航天技术，促进全球科技的合作与发展。
□实习记者 李旭东
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