為了解決這個問題，科學(xué)家和航天工程師們想出了一系列方案，實現(xiàn)高精度、全天候的地球和火星之間的通訊。

大尺寸的深空通訊天線

人類發(fā)射深空探測器的難度極大，例如“天問一號”重量在5 噸左右，但它需要重達870 噸的長征五號發(fā)射火箭。它又包括環(huán)繞器、著陸器和巡視器三大部分，攜帶了13 項科研儀器。環(huán)繞器是其中核心，攜帶了能量系統(tǒng)、推進系統(tǒng)、姿控系統(tǒng)、支撐結(jié)構(gòu)和通訊系統(tǒng)等重要組成，其中就包括通訊天線。

然而，由于火箭整流罩內(nèi)尺寸、探測器自身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、能量供應(yīng)能力（所有分系統(tǒng)都需要耗電）等限制，天線注定無法做到很大。為保證“天問一號”的天線能正常工作，就必須要求地面端補償：一方面能盡可能發(fā)射大功率信號，抵達為了解決這個問題，科學(xué)家和航天工程師們想出了一系列方案，實現(xiàn)高精度、全天候的地球和火星之間的通訊?！疤靻栆惶枴睍r能被天線捕獲；另一方面也能接收到“天問一號”發(fā)射回地球的極其微弱的信號。

能同時實現(xiàn)這些要求，就必須依靠巨大尺寸的天線，它是深空通訊的核心，尺寸/ 直徑越大往往意味著更大的信號發(fā)射強度和接收靈敏度。對于“天問一號”而言，需要數(shù)個35 ～ 70 米直徑的天線為之服務(wù)。

例如，中國科學(xué)院國家天文臺在天津武清站新建的70 米高性能接收天線（GRAS-4），是亞洲最大的單口徑全可動天線，主要用來接收“天問一號”各種科學(xué)載荷數(shù)據(jù)。它的面積接近10 個籃球場大小，總重超過2700 噸！

全球無死角覆蓋深空通訊網(wǎng)絡(luò)

由于地球是球形且在不斷旋轉(zhuǎn)，每個地面天線能夠覆蓋的天域總是有限的，所以需要在全球范圍內(nèi)部署深空站才能保持全天時的與深空探測器通訊。理想情況下，三個間隔120 度、均勻分布的深空站即可實現(xiàn)，例如NASA 深空通訊網(wǎng)在金石（美國）、堪培拉（澳大利亞）和馬德里（西班牙）部署。

中國的方案是佳木斯（國土最東部）、喀什（國土最西部）和薩帕拉（阿根廷西部）部署深空站，足以實現(xiàn)超過92% 天域覆蓋的有效通訊，其他站點也可以參與測控通訊和有效載荷科研數(shù)據(jù)接收等。此外，中國的深空通訊網(wǎng)也積極參與國際聯(lián)網(wǎng)，利用龐大網(wǎng)絡(luò)的甚長基線測量等方案高精度跟蹤天問一號位置。中國目前是僅次于美國和歐洲的第三個擁有全球布站深空通訊網(wǎng)的國家。