美國版天眼終於露面!定點38萬公里外月球背面,比中國天眼大10倍

地球上建造射電望遠鏡的優缺點都很明顯,優點是建造難度不大,投入不大,比如我國的FAST射電望遠鏡造價6.7億人民幣。缺點是會受到手機信號的干擾,因此美國的綠岸射電望遠鏡所在的小鎮是禁止使用手機等無線電通訊設備。由於宇航員重複月球仍然沒有實現,即便人類再次返回月球,要在月面建造一個數百米的設施也相當費勁,因此全程使用機器人建造是最佳的方法。

宇宙印象 深度科普欄目第1206期 據美國宇航局最新消息,在一項創新太空項目中,科學家提出在月面隕石坑中建造大型射電望遠鏡,這是美國版天眼第一次露面!也使用月球資源的一個方案。該項目在2018年提出,利用月球隕石坑建造射電望遠鏡,定點38萬公里外月球背面,項目簡稱為LCRT月面射電望遠鏡,這是一種超長波射電陣列,能夠對宇宙空間中的射電信號進行捕捉。關於建造射電望遠鏡的地址,最有可能是在月面背面,即遠離地球那一面,這樣可以大大降低地球背景噪音的干擾,利用月球作為屏蔽體。NASA為這項創新先進概念計劃第一階段研究撥款12.5萬美元,用於建造該望遠鏡的可行性研究。


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月面射電望遠鏡優缺點

射電望遠鏡的基本構架比較簡單,要有一個巨大的反射面,在反射面上安裝一個信號接收器。在地球上,建造射電望遠鏡的方法有兩種,第一種是直接建造碟形反射面,即我們所見的“鍋”狀結構,在反射面前端安裝一個接收器,整個裝置安裝在基座上。但這種方法有侷限性,比如碟形天線的直徑不能太大,比如美國西弗吉尼亞州的綠岸射電望遠鏡,直徑100多米,重量為7700噸,反射面由2000多塊反射板構成。第二種是利用天然山體進行建造,比較有代表性的就是中國貴州的FAST射電望遠鏡,和位於美國波多黎各島的阿雷西博望遠鏡,兩者都是利用卡斯特盆地地貌進行建造,其優勢是可順著地勢擴大反射面的面積。FAST射電望遠鏡直徑為500米,阿雷西博望遠鏡為305米,遠遠大於基座型射電望遠鏡。


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地球上建造射電望遠鏡的優缺點都很明顯,優點是建造難度不大,投入不大,比如我國的FAST射電望遠鏡造價6.7億人民幣。缺點是會受到手機信號的干擾,因此美國的綠岸射電望遠鏡所在的小鎮是禁止使用手機等無線電通訊設備。射電望遠鏡接收的是來自遙遠宇宙的無線電信號,因此非常靈敏,曾經有科學家因為微波爐的輻射干擾導致出現烏龍事件,以為是外星文明的信號。破解這些缺點的方法就是將射電望遠鏡搬到月球上,利用月球上天然的隕石坑建造反射面,將月球巨大的星體作為屏蔽體,將來自地球的無線電信號全部屏蔽,達到了一個完美的無線電監聽環境。


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美國版天眼露面

根據NASA資助的方案,月面射電望遠鏡可選擇一個3至5公里直徑的環形山,建造一個直徑超過1公里的射電望遠鏡反射面。如果擴大規模,可達到5公里的直徑,相當於中國天眼500米直徑的10倍!

由於宇航員重複月球仍然沒有實現,即便人類再次返回月球,要在月面建造一個數百米的設施也相當費勁,因此全程使用機器人建造是最佳的方法。NASA已經研發出一種爬行機器人,可在天體表面的峭壁上進行爬行,該技術可以用於月面射電望遠鏡的建造。該方案的最大問題就是錢,所有的設備都需要用火箭送到月球上。以我們目前最大的火箭為例,每次發射需要數千萬美元至上億美元,每次投送到月球軌道的質量不過20噸,強大的土星五號一次能將45噸物資送到月球軌道。


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FAST射電望遠鏡總質量7700噸,如果造一個迷你的也需要上百噸的質量,用獵鷹重型火箭發射也需要近10次。我們按照10次發射算,每次7000萬美元,發射費用需要7億美元,加上研發和製造費用,一個月面射電望遠鏡造價有可能在20億美元。這個價位也比較合理,沒有超過NASA旗艦級探測器的價位,但也不低。一旦建成,可觀測早期宇宙6至30兆赫茲頻段,研究早期宇宙的演化,打開人類從未見過的宇宙空間。


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進入2020年,繼阿波羅時代美蘇太空競賽之後,中美俄歐日等主要航天國家開展了第二輪太空競賽。由於俄羅斯沒有足夠的經費和技術對月球開展探測,率先出局。中國連續發射嫦娥1號至4號探測器,實現了人類第一次月球背面軟著陸。美國此時提出月球背面望遠鏡建造,這是對嫦娥4號的回應,中美兩大核心技術開始爭奪月球背面制高點。中國拿出月面軟著陸技術和深空中繼通訊技術,確定了嫦娥4號的歷史地位,美國拿出機器人建造技術和月面工程實施技術,在月球背面建造望遠鏡。宇宙印象為今日頭條獨家,其他均為假冒,轉載均為非法。


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