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1 # 寒蕭99
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2 # 魅力科學君
NASA資助的試圖將月球隕石坑變成強大射電望遠鏡的概念專案是怎樣的?
我們之所以能夠看到世間萬物,其實是因為我們人類的眼睛能夠感受到一種特殊波長的電磁波——可見光,在宇宙中除了可見光以外,還充斥著大量的我們感受不到的電磁波,按照波長由短到長的順序,宇宙中的電磁波依次劃分為γ射線、x射線、紫外線、可見光、紅外線、微波以及無線電波(如下圖所示)。
雖然我們的眼睛無法看到可見光以外的電磁波,但是我們可以藉助望遠鏡來達到這個目的,但有一個問題是,地球擁有一個厚厚的大氣層,來自宇宙空間的電磁波會被大氣層裡的各種粒子大量地吸收和反射,從而導致在我們在地球表面只能觀測到很少一部分電磁波。
順便講一下,科學家將能夠在地球表面觀測的波段稱為“大氣視窗”,比如說光學視窗(波長在300至700奈米之間)、紅外視窗(波長在0.7至1千微米之間)、射電視窗(波長在1毫米至30米之間)等等。
我們都知道,月球早已被地球潮汐鎖定,在地球上始終只能看到月球的正面,這就意味著,如果我們可以在月球背面建設一個射電望遠鏡,那麼這個望遠鏡就可以完全避免受到來自地球的無線電干擾,並且在月球背面入夜之後,來自太陽的無線電干擾也會被遮蔽掉,這可以讓望遠鏡處於一個極為安靜的環境之中,從而使其觀測效果達到最佳。除此之外,因為月球的引力只有地球的6分之1,所以我們完全可以把這個望遠鏡建設成一個口徑很大超級望遠鏡。
現在,科學家正在將這一宏大目標變成現實,NASA在2020年4月7日宣佈了一個好訊息:在他們的資助下,在月球背面建設超級望遠鏡的概念專案已正式啟動,據悉該專案的目標是將月球的隕石坑變成強大的射電望遠鏡。
NASA資助的試圖將月球隕石坑變成強大射電望遠鏡的概念專案是怎樣的?根據相關介紹,該計劃大致可分為兩步,第一步是在月球背面選定一個直徑在3至5公里之間的隕石坑。為什麼要找隕石坑呢?這是因為射電望遠鏡需要一個拋物面反射鏡,而一個合適的隕石坑就正好可以符合這個條件。這一步看上去似乎比較容易完成,但第二步就難了。
第二步就是向這個選定的隕石坑發射用於建設的機器人,這種機器人能夠進行爬壁作業,它們的目標就是在這個隕石坑裡佈置特殊的金屬絲,並逐漸將其建設成一個巨大的拋物面反射鏡,再輔以相關的電子裝置,最終將其建設成一個巨大的射電望遠鏡。
那麼這個超級望遠鏡有何強大之處呢?衡量一個望遠鏡的分辨本領有一個重要的引數——角解析度,角解析度越小的望遠鏡,其精密程度就越高。需要注意的是,這個角解析度是與波長除以望遠鏡的口徑的值是正相關的,也就是說一個望遠鏡的口徑越大,其精密程度就越高。
我們都知道,地球上現有最大、最精密的射電望遠鏡就是我們的“天眼”(FAST),其口徑為500米,而根據NASA的設想,這個超級望遠鏡在建成以後的直徑可達1公里左右。可以想象的是,一個精密程度如此之高的超級望遠鏡,放置在遠離無線電干擾的月球背面靜靜地“聆聽”,它絕對會給我們帶來很多的驚喜。
值得一提的是,如果宇宙中真有外星文明並且他們也會發送無線電波的話,那麼這個效能卓越的超級望遠鏡就很可能會接收到,因此有人認為這個超級望遠鏡的建成,將會成為人類尋找外星文明的里程碑式的事件。不過我們也不用高興得太早,因為NASA說了,雖然相關概念專案已正式啟動,但是目前該計劃只是處於剛開始的階段,要想真正地將這一宏大目標變成現實,至少還需要十年的時間。
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月球本來就是個非常好的前沿基地,是人類進軍宇宙的最好的首發星球,月球的資源,位置和天文觀測都是很好的。
就天文觀測來講,在幾十年前,美蘇的很多天文學家都早已制定過很多種的想象方案,當然受當時的技術限制,這些方案只是想象而已,直到1969年人類首次登月,才在月面上設立了一些簡單的儀器,其中也包括一些天文觀測儀器。
登月結束後,人們更深入瞭解了月球環境,因此更加期望能在月球上建立天文觀測基地,在70年代,很多的方案計劃被提出,很多的科幻小說也想象了月面上的基地。
由於月球沒有大氣,因此不存在大氣層對星光的影響,由於月球引力小,因此可以建造更大型的望遠鏡。可以說如果在月球上觀測,同樣的望遠鏡,但效果要遠遠高於地球。
目前,新一輪的登月熱潮已經開始了,美,中,俄,歐,日,印等國家和地區都有新的登月計劃,在2030年前後,就會陸續有眾多的大型航天器進入月球,這次的探月將會在月面建立長期的基地,開始早期的月球開發活動。
而天文觀測是必不可少的,近期的1千米直徑的月面射電望遠鏡計劃只是眾多計劃中的一個,能否真正實施目前還不好說,因為需要最終選擇一個最適合的方案。未來還會有更多的月面建設專案出現,而最終人類肯定會在月面建立一個個的前哨基地。