相比登月所跨越的38萬(wàn)千米，地球到火星需要跨越幾千萬(wàn)千米的距離，“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器約飛行7個(gè)月，才可到達(dá)火星，此后，著陸巡視器軟著陸于火星表面，在著陸區(qū)附近開(kāi)展巡視探測(cè)，環(huán)繞器開(kāi)展為期2年的中繼和遙感探測(cè)。

要想從幾千萬(wàn)千米外接收到清晰準(zhǔn)確的信號(hào)，測(cè)控系統(tǒng)功不可沒(méi)。

“測(cè)控系統(tǒng)在整個(gè)任務(wù)期間，主要負(fù)責(zé)完成對(duì)探測(cè)器各飛行階段的測(cè)定軌、狀態(tài)監(jiān)視、飛行控制，對(duì)著陸巡視器在火星表面探測(cè)階段的操作控制等任務(wù)。”中國(guó)電科技術(shù)專家表示，與近地軌道相比，本次任務(wù)的最遠(yuǎn)作用距離達(dá)到4億千米，對(duì)測(cè)控系統(tǒng)提出了更新、更高、更嚴(yán)的要求。

中國(guó)電科發(fā)揮在歷次航天發(fā)射中積累的測(cè)控通信經(jīng)驗(yàn)，配備了系列測(cè)控設(shè)備，為火星探測(cè)器在茫茫“星辰大?！敝袦y(cè)定軌保駕護(hù)航。

佳木斯深空測(cè)控站，精準(zhǔn)信號(hào)捕捉發(fā)回的“全能手”。作為測(cè)控系統(tǒng)的主要參試設(shè)備，佳木斯深空測(cè)控站是我國(guó)首個(gè)超大口徑天線深空測(cè)控站，可為月球二期、三期探測(cè)，火星探測(cè)以及后續(xù)深空探測(cè)任務(wù)提供測(cè)控通信支持。

中國(guó)電科作為佳木斯深空測(cè)控站的總體單位，為提高深空測(cè)控站性能，對(duì)佳木斯深空測(cè)控站進(jìn)行了適應(yīng)性改造?！霸诒敬位鹦翘綔y(cè)任務(wù)中，最遠(yuǎn)距離達(dá)到1.9億千米，意味著火星探測(cè)器發(fā)出的下行信號(hào)到達(dá)地球時(shí)已極其微弱，如何捕捉到精準(zhǔn)信號(hào)，佳木斯深空測(cè)控站作用極其重要?！敝袊?guó)電科中電天奧總設(shè)計(jì)師杜丹介紹，佳木斯深空測(cè)控站配有低溫超導(dǎo)接收機(jī)和66米大口徑天線，好比一個(gè)靈敏度極高的“聽(tīng)診器”，負(fù)責(zé)在外太空噪聲中尋找并捕獲探測(cè)器信號(hào)，并解調(diào)出探測(cè)器供電、溫度、儀表工作狀態(tài)、科學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)等各種參數(shù)。當(dāng)探測(cè)器到達(dá)火星后，配有10kw連續(xù)波超大功放的佳木斯深空測(cè)控站好比一個(gè)作用距離極遠(yuǎn)的“遙控器”，將地面的指令發(fā)送給衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)探測(cè)器變軌、打開(kāi)太陽(yáng)能帆板、著陸巡視器的軟著陸、試驗(yàn)儀器的控制等。此外，佳木斯深空測(cè)控站還可以起到“數(shù)據(jù)高速公路”的作用，實(shí)現(xiàn)圖像等數(shù)據(jù)的傳輸，接收并解調(diào)著陸巡視器拍攝的火星表面的圖像數(shù)據(jù)等。

亞洲最大單口徑全可動(dòng)天線，高質(zhì)量、高可靠信號(hào)回傳的“收發(fā)機(jī)”?！拔覀兌贾溃鼗鹱钸h(yuǎn)距離約為地月距離的1000倍。發(fā)射信號(hào)的衰減與距離的平方成正比，相同發(fā)射功率的信號(hào)到達(dá)地球?qū)⒎浅Ｎ⑷?，而增大地面接收天線的口徑，也就是接收面積，是提高信號(hào)信噪比的基本途徑?！敝须娋W(wǎng)通39所技術(shù)專家表示，為實(shí)現(xiàn)我國(guó)首次火星探測(cè)工程來(lái)自4億千米距離之遙的微弱信號(hào)數(shù)據(jù)接收，中國(guó)電科承擔(dān)建設(shè)了70米天線（GRAS-4）高性能接收系統(tǒng)，該系統(tǒng)建成后將成為亞洲最大的單口徑全可動(dòng)天線，能夠大幅度提高我國(guó)深空探測(cè)下行數(shù)據(jù)的接收能力，在提高天線效率的同時(shí)減少了系統(tǒng)噪聲，提高了抗干擾能力，具備穩(wěn)定接收微弱人造數(shù)據(jù)信號(hào)和感知極微弱宇宙自然天體輻射電磁波等功能，為完成我國(guó)首次火星探測(cè)工程任務(wù)以及后續(xù)的深空探測(cè)任務(wù)提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

此外，中電網(wǎng)通還研制安裝了35米深空探測(cè)天線陣，它也是我國(guó)首個(gè)深空探測(cè)天線陣，由多臺(tái)35米波束波導(dǎo)天線組成，可為地面與星際探測(cè)器之間建立高質(zhì)量、高可靠的射頻信道，完成數(shù)據(jù)接收任務(wù)，可服務(wù)于我國(guó)探月和火星探測(cè)工程，助力我國(guó)在深空探測(cè)領(lǐng)域進(jìn)入世界先進(jìn)行列。

高功放設(shè)備，“天問(wèn)一號(hào)”運(yùn)行路線的“遙控器”。要完成對(duì)“天問(wèn)一號(hào)”姿態(tài)和軌道的調(diào)整，需要大口徑天線向衛(wèi)星傳輸信號(hào)，這個(gè)過(guò)程中，需經(jīng)過(guò)高功放設(shè)備進(jìn)行功率的放大。電科防務(wù)27所空天事業(yè)部總經(jīng)理、高級(jí)工程師單秀旭表示，深空測(cè)控系統(tǒng)高功放要求極高，尤其是在各頻段極限功率輸出時(shí)，實(shí)現(xiàn)難度之高在國(guó)內(nèi)前所未有。27所項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)人員經(jīng)過(guò)多年努力，成功研發(fā)高功放系列設(shè)備，成功執(zhí)行了嫦娥二號(hào)、嫦娥三號(hào)、嫦娥四號(hào)等多項(xiàng)具體任務(wù)。

針對(duì)此次火星探測(cè)任務(wù)要求的具體特點(diǎn)，27所團(tuán)隊(duì)又成功研制出某頻段超大功率高功放樣機(jī)，首次實(shí)現(xiàn)了在深空測(cè)控領(lǐng)域該頻段超大功率連續(xù)波功率穩(wěn)定輸出的能力，為后續(xù)工作打下堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。