美国版天眼终于露面!定点38万公里外月球背面,比中国天眼大10倍

地球上建造射电望远镜的优缺点都很明显,优点是建造难度不大,投入不大,比如我国的FAST射电望远镜造价6.7亿人民币。缺点是会受到手机信号的干扰,因此美国的绿岸射电望远镜所在的小镇是禁止使用手机等无线电通讯设备。由于宇航员重复月球仍然没有实现,即便人类再次返回月球,要在月面建造一个数百米的设施也相当费劲,因此全程使用机器人建造是最佳的方法。

宇宙印象 深度科普栏目第1206期 据美国宇航局最新消息,在一项创新太空项目中,科学家提出在月面陨石坑中建造大型射电望远镜,这是美国版天眼第一次露面!也使用月球资源的一个方案。该项目在2018年提出,利用月球陨石坑建造射电望远镜,定点38万公里外月球背面,项目简称为LCRT月面射电望远镜,这是一种超长波射电阵列,能够对宇宙空间中的射电信号进行捕捉。关于建造射电望远镜的地址,最有可能是在月面背面,即远离地球那一面,这样可以大大降低地球背景噪音的干扰,利用月球作为屏蔽体。NASA为这项创新先进概念计划第一阶段研究拨款12.5万美元,用于建造该望远镜的可行性研究。


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月面射电望远镜优缺点

射电望远镜的基本构架比较简单,要有一个巨大的反射面,在反射面上安装一个信号接收器。在地球上,建造射电望远镜的方法有两种,第一种是直接建造碟形反射面,即我们所见的“锅”状结构,在反射面前端安装一个接收器,整个装置安装在基座上。但这种方法有局限性,比如碟形天线的直径不能太大,比如美国西弗吉尼亚州的绿岸射电望远镜,直径100多米,重量为7700吨,反射面由2000多块反射板构成。第二种是利用天然山体进行建造,比较有代表性的就是中国贵州的FAST射电望远镜,和位于美国波多黎各岛的阿雷西博望远镜,两者都是利用卡斯特盆地地貌进行建造,其优势是可顺着地势扩大反射面的面积。FAST射电望远镜直径为500米,阿雷西博望远镜为305米,远远大于基座型射电望远镜。


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地球上建造射电望远镜的优缺点都很明显,优点是建造难度不大,投入不大,比如我国的FAST射电望远镜造价6.7亿人民币。缺点是会受到手机信号的干扰,因此美国的绿岸射电望远镜所在的小镇是禁止使用手机等无线电通讯设备。射电望远镜接收的是来自遥远宇宙的无线电信号,因此非常灵敏,曾经有科学家因为微波炉的辐射干扰导致出现乌龙事件,以为是外星文明的信号。破解这些缺点的方法就是将射电望远镜搬到月球上,利用月球上天然的陨石坑建造反射面,将月球巨大的星体作为屏蔽体,将来自地球的无线电信号全部屏蔽,达到了一个完美的无线电监听环境。


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美国版天眼露面

根据NASA资助的方案,月面射电望远镜可选择一个3至5公里直径的环形山,建造一个直径超过1公里的射电望远镜反射面。如果扩大规模,可达到5公里的直径,相当于中国天眼500米直径的10倍!

由于宇航员重复月球仍然没有实现,即便人类再次返回月球,要在月面建造一个数百米的设施也相当费劲,因此全程使用机器人建造是最佳的方法。NASA已经研发出一种爬行机器人,可在天体表面的峭壁上进行爬行,该技术可以用于月面射电望远镜的建造。该方案的最大问题就是钱,所有的设备都需要用火箭送到月球上。以我们目前最大的火箭为例,每次发射需要数千万美元至上亿美元,每次投送到月球轨道的质量不过20吨,强大的土星五号一次能将45吨物资送到月球轨道。


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FAST射电望远镜总质量7700吨,如果造一个迷你的也需要上百吨的质量,用猎鹰重型火箭发射也需要近10次。我们按照10次发射算,每次7000万美元,发射费用需要7亿美元,加上研发和制造费用,一个月面射电望远镜造价有可能在20亿美元。这个价位也比较合理,没有超过NASA旗舰级探测器的价位,但也不低。一旦建成,可观测早期宇宙6至30兆赫兹频段,研究早期宇宙的演化,打开人类从未见过的宇宙空间。


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进入2020年,继阿波罗时代美苏太空竞赛之后,中美俄欧日等主要航天国家开展了第二轮太空竞赛。由于俄罗斯没有足够的经费和技术对月球开展探测,率先出局。中国连续发射嫦娥1号至4号探测器,实现了人类第一次月球背面软着陆。美国此时提出月球背面望远镜建造,这是对嫦娥4号的回应,中美两大核心技术开始争夺月球背面制高点。中国拿出月面软着陆技术和深空中继通讯技术,确定了嫦娥4号的历史地位,美国拿出机器人建造技术和月面工程实施技术,在月球背面建造望远镜。宇宙印象为今日头条独家,其他均为假冒,转载均为非法。


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