Question

洞察号到火星距离那么远，人类如何操控它？这是什么原理

Answer 1

人类走出地球以后，看到浩瀚的宇宙没有被吓倒，反而激发了人类 探索 宇宙的热情，这是一种无往不前的精神，正是这种精神的存在，人类的 科技 才能够发展如此之快，人类文明才能够在如此短的时间内走出地球 探索 宇宙。

其他行星的表面环境，以现在人类的 科技 都难以实现登陆，所以火星成为了科学家 探索 的重点，最新的洞察号火星无人着陆探测器在今年5月发射，历经半年左右的航行，目前已经成功登陆火星，并将在未来对火星地下环境进行一系列探测。除了最新的洞察号探测器，火星上还有其它的陆地探测器，比如好奇号，机遇号等。

说到这里，可能很多人都会有一个疑问：火星距离地球这么远，人类是如何实现和洞察号的联系，并对它进行操控？这是什么原理。其实对于这个问题，学过一些高等物理的朋友应该都有所了解。它其实和遥控车的操控有些相似，都是通过无线电信号来遥控。当你发出指令，然后无线电信号传达到遥控车内部的控制系统上，就可以根据指令完成车的各种移动和动作。

洞察号的操控和这个有些相似，不过复杂度要高很多，而且探测器想要登陆火星，也要提前做很多工作，先要在地球上通过电脑模拟来登陆火星，模拟成功后然后会将相关数据和指令输入火星车探测器。探测器就是依靠这些输入好的指令来完成工作。

不过，由于火星距离地球比较远，太空中的通讯必然要中转才行，洞察号发出的信号也无法直接和地球联系，要经过几道中转。我们都知道，中国的嫦娥四号已经发射了一周多，很快它就要在月球背面软登陆，嫦娥四号想要在月球背面实现和地球的联络，还需要提前布置在地球和月球之间的中转卫星才可以。

月球离地球如此近，还需要卫星的中转，而火星离地球如此之远，自然也是需要中转的。当科学家准备发射火星探测器前，会先发射一颗卫星到地球的外太空轨道上，它的任务就是专门用来接收来自火星的信号。然后洞察号火星车发射升空。

洞察号经过长达半年的飞行，到达火星轨道，这个时候还不能直接登陆火星，需要先在火星外太空轨道上发射一颗小型卫星，它用来接收来自火星车传出的信息，同时传达地球给火星车发出的指令信息。这一切都准备好之后，探测车就开始按照之前输入好的指令登陆火星。

当探测器成功登陆火星之后，后面的工作就会按照之前的程度在火星上执行。那么洞察号如果拍了火星的照片，它要如何传回地球呢？其实也不复杂，它先将图片转换成数据信号 ，然后通过无线电传送给火星外太空轨道上的那颗卫星，这颗卫星接收到信号之后再传送到地球外转的那颗卫星，最后再传回到地球的接收站。整个过程需要20分钟左右。

可能有人会说了，还需要20分钟啊，时间够长啊，事实上这已经是非常快的传输速度了，要知道无线电信号是通过光速来传播的。宇宙中的距离单位是光年，光速在我们看来那是快到不可思议的速度。但在宇宙中，光速只能算是基本速度，不算是多么快的速度。

不过，人类现在的 科技 有限，光速是目前通讯最快的速度，也是人类 探索 宇宙通讯的最快速度，火星和地球的距离其实并不算远，通讯还有20分钟左右的延迟，如果更远的星球，通讯时间会更长。现在正在太阳系边缘 探索 的新视野号飞船，传送一次照片需要若干个小时才行。

目前人类还没有飞出太阳系，但随着 科技 的快速发展，未来我们必然会走出太阳系，去更加遥远的星系 探索 ，甚至走遍银河系的每一个角落。而通讯是宇宙 探索 必不可少，如果还是现在只有光速的无线电信号，那肯定是满足不了需求的。

试想，未来人类的宇宙飞船到达了离地球100光年的星系，地球想和飞船联系，来回需要200年的时间，这明显是不行的，如果遇到紧急事件，需要飞船返回地球的时候，等无线电信号送达的时候，早就黄花菜都凉了，因此未来的太空通讯必然需要更加快速的通讯方式，速度要超越光速。

我们在一些科幻电影中可以看到，飞船在星际间航行，通讯都是即时到达，即使相隔几光年的距离，也可以做到即时通讯，可能有人会觉得这种通讯方式只能在电影中出现。但在未来，它一定会在现实中出现，这是更高级别的通讯，比如量子通讯，或者比量子通讯还要先进的通讯方式，它的速度远远超过光速。