周期性出現的「火星合日」，會成為將來地球和火星通訊的最大障礙

太陽系是地球所在的恆星天體系統，太陽系的中心天體是一顆黃矮星太陽，太陽的質量約占整個太陽系質量的99.86%，對於整個太陽系具有絕對的統治力。太陽系中還有八大行星圍繞著恆星太陽運行，距離太陽由近及遠分別是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星，其中木星及其軌道以外的三顆行星都是氣態行星，火星及其軌道以內的三顆行星都是固態行星，其中地球是人類的家園，也是目前太陽系已知的唯一擁有生命的行星。

26個月一次的「火星合日」

那麼，太陽中除了地球之外的另外三顆行星有沒有可能存在生命呢？或者將來有沒有改造的可能呢？我們發現水星距離太陽太近，表面溫度極高，金星雖然距離太陽較遠，但是由於金星稠密的二氧化碳大氣層，使得金星溫室效應明顯，是太陽系八大行星中表面溫度最高的行星。水星和金星溫度太高，環境惡劣基本排除了生命存在的可能性，以及將來改造的可能性，那麼位於地球軌道之外的火星就成為了人類重點進行探索的行星。

太陽系示意圖

人類探索火星主要有兩個目的，第一個是火星有沒有可能存在生命或者曾經存在生命的痕跡，第二個是將來人類能不能把火星改造成人類能夠定居的星球。為了這兩個目的，世界航天強國都對火星探索具有極強的興趣，美國已經發射了多個火星探測器，包括勇氣號、機遇號和好奇號等，在不久的將來也希望將人類送往火星。我國也制定了火星探測計劃，計劃在2020年發射第一顆火星探測器，暫時命名為「火星一號」，屆時探測器將飛行200多天前往火星。

火星

火星距離地球十分遙遠，由於地球和火星都在繞著太陽公轉，所以兩顆行星之間的距離是在變化之中的，火星距離地球的最近距離大約為5500萬千米，而最遠距離則超過4億千米，火星探測器在火星上與地球之間進行通信，最短需要3分鐘而最長需要約22分鐘。如果火星探測器向地球發送一個請求，地球接收後發射一個命令給探測器，最長需要44分鐘以上的時間，可見在星際空間之間的通信聯繫是需要花費很長時間的，並不能保持實時通信。目前，已經飛向太陽系邊緣附近的旅行者1號和2號發送訊息到地球所需要的時間要超過22個小時以上。

好奇號火星探測器

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不僅如此，將來地球和火星之間的通訊還會受到一些天象的影響，其中影響最大的天象就是「火星合日」。所謂「火星合日」是指在地球和火星公轉過程中，地球、火星和太陽形成一條直線，並且地球和火星分別位於太陽兩側時，從地球上觀測火星完全被太陽遮住。此時，火星與太陽之間的視張角將縮小至0.4度左右，這個時候火星和地球之間的通信會很大程度上受到太陽的影響，甚至會切斷地球和火星之間的通信。

火星合日示意圖

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比如，最近的一次火星合日天象發生在2019年9月2日，當時，美國宇航局決定在8月28日至9月7日期間暫停向火星探測器發送新指令，火星上的探測器在此期間也暫停了探測活動，直到9月7日以後，通信才恢復正常。「火星合日」是一種周期性發生的天文現象，大約每26個月就會上演一次，下次火星合日現象將會發生在2021年年底。當然，將來人類的宇宙探索科技水平的提高，可以在火星和地球之間設置一個通信中繼站點或衛星，來解決「火星合日」帶來的影響。

NASA火星探測計劃