NASA在月背建射电望远镜：宇宙观测新突破

NASA在月背建射电望远镜：宇宙观测新突破

引用

中国科学院

等

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来源

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https://shao.cas.cn/2020Ver/kycg/paper2022/2023/

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2024年，美国宇航局（NASA）启动了一项雄心勃勃的计划：在月球背面建设一座低频阵列射电望远镜。这个由128个天线组成的观测阵列，将分布在直径10公里的区域内，致力于探索宇宙深处的奥秘。

创新的CLPS计划

NASA的这一项目是通过其商业月球有效载荷服务（Commercial Lunar Payload Services，简称CLPS）计划实施的。与传统的航天项目不同，CLPS采用公私合作伙伴关系模式，由商业公司负责月球着陆器的设计、建造和发射。

NASA已经选定约十几家商业公司作为供应商。这些公司设计并建造着陆器，同时负责与火箭公司的发射合同。NASA则购买这些着陆器上的空间，用于搭载科学有效载荷。这种模式下，NASA不再是唯一的驱动者，而是众多客户之一。

技术突破与挑战

首个射电望远镜的有效载荷——ROLSES（月球表面光电子鞘无线电观测）仪器，将于2024年2月随Intuitive Machines公司的着陆器发射升空。该仪器由NASA戈达德太空飞行中心建造，Natchimuthuk Gopalswamy领导的团队负责。

月球背面的环境为射电天文观测提供了得天独厚的条件。地球的电离层会扭曲和吸收低于FM频段的无线电信号，而月球背面则可以屏蔽这些干扰，使得低频观测成为可能。此外，月球背面远离地球上的电视信号、卫星广播和雷达系统，能够实现更高灵敏度的观测。

然而，这也带来了巨大的技术挑战。每个天线都需要被运送到月球并部署在月球表面。为了降低成本和复杂性，这些天线需要尽可能小型化和轻量化。欧洲空间局（ESA）在其发布的开发招标中，提出了几种可能的解决方案，包括可充气结构、印刷天线和可展开的臂架。

科学意义与未来展望

这一项目的主要科学目标是观测系外恒星系统，寻找潜在的宜居行星。低频射电观测能够穿透星际尘埃，揭示宇宙早期的结构，为研究宇宙起源和演化提供新的线索。

预计到2026年，NASA将完成首个射电望远镜的部署。而ESA也在推进其"天文物理月球天文台"（ALO）计划，目标是在2031年使用Argonaut着陆器将数百个天线送上月球。

这一系列项目不仅将推动射电天文学的发展，还将为未来的深空探索奠定基础。月球背面的射电望远镜阵列，将成为人类探索宇宙的新窗口，开启射电天文学的新篇章。