中国从火星发图回来，为什么比美国慢？

　　中国国家航天局15日宣布天问一号火星探测器的着陆巡视器成功在火星表面软着陆后，并没有像不久前在火星着陆的美国毅力号火星车那样，在短时间内发回火星照片。有外媒曾以此怀疑天问一号成功着陆的消息无图无真相。19日，祝融号火星车拍摄的火星表面照片正式发布。不过依然有很多人感到好奇：为什么中国火星车着陆4天后才发回照片呢？
　　via天问一号祝融火星车
　　据老司机了解，这就要从当前星际通讯的原理说起了。
　　当前行星际的数据传输主要依靠无线电信号，而信号传输功率的衰减与传输距离的平方成正比。也就是说，距离越远，信号越微弱，有效传输数据的速率就越低。当前火星与地球之间的距离约3亿公里，其传输速率可想而知。
　　具体有多慢呢？美国航空航天局（NASA）介绍称，从火星直接向地球发送数据，传输速率约为500bps到32Kbps，最快情况下也仅相当于拨号上网时代传输速率（56Kbps）的一半。何况火星存在自转现象，一旦火星车转到远离地球的另一面，这种传输还会被长时间打断。
　　前避障相机图像（图中着陆平台、坡道可见）via天问一号祝融火星车
　　怎么才能从拨号上网进化到宽带呢？
　　为解决这个问题，目前中国与美国都选择在火星轨道建立中继通信的方法。NASA目前有火星勘测轨道飞行器火星大气与挥发演化探测器和火星奥德赛号三个探测器绕火星飞行，它们都可以提供中继通信服务。
　　据称，从火星向火星奥德赛号传输数据的速率为256Kbps，而火星勘测轨道飞行器更是高达2Mbps，每当探测器经过火星车上空时，可以在8分钟的窗口期里接收最大250M的数据，然后再用几小时将数据传回地球。如果直接从火星向地球传输这些数据，即便不被打断也至少需要20小时。正是依靠NASA此前在火星上的预先布局，毅力号火星车才能在着陆成功后不久就发回火星照片。
　　作为第一次抵达火星轨道的中国探测器，天问一号显然就没有这么好的待遇了。
　　根据国家航天局的通报信息，当火星车于15日成功着陆后，已建立了对地通信。但如前所说，这种直接对地通信的数据传输速度极慢，只能向科研人员提供火星车的基本情况，无法传回照片或视频等体量庞大的数据，这时就需要在火星轨道运行的环绕器担负起中继通信的重任。
　　导航相机图像（车体、定向天线可见）via天问一号祝融火星车
　　然而环绕器也要花费时间才能调整到合适轨道执行中继通信任务。老司机梳理了几个时间点：
　　15日之前，天问一号的环绕器与着陆巡视器运行在周期为49。2小时（约2个火星日）的停泊轨道上。
　　15日开始降落程序时，环绕器首先进行降轨机动，将着陆巡视器送到高度合适的位置并完成两器分离。
　　当着陆巡视器开始火星表面降落时，环绕器重新返回近火点高度280公里、远火点高度57000公里的停泊轨道。
　　17日8时，当环绕器到达停泊轨道近火点时进行近火制动，进入周期为8。2小时中继通信轨道。这意味着每隔8小时，它就能接收火星车的数据。由此环绕器才能承担地球和火星之间的信使，进行地火传书。
　　国家航天局通报，两器于17日建立器间通信链路，第一次通过环绕器传回火星车遥测数据。
　　考虑到大量图片和视频数据的传输、处理也需要时间，祝融号火星车拍摄的火星表面照片于19日正式发布，完美。
　　来源：枢密院十号