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新聞動態/ NEWS CENTER

我國首次獲得月球上全部激光反射鏡的回波信號

     12月8日,記者從華中科技大學和中山大學聯合在武漢舉行的第六屆天琴空間科學任務研討會上獲悉,自今年6月以來,“天琴計劃”科研團隊已經多次成功實現了地月距離的激光測量,並在國內首次得到月球上全部五個激光反射鏡的回波信號。

   目前,包括我國在內,全世界僅有五個國家具備激光精準測量地月距離的技術能力,而“天琴計劃”珠海激光測距台站又是少數幾個能夠實現對部署在月球上全部五個激光反射鏡實現測量的台站之一。

阿波羅11反射器陣列

“天琴計劃”珠海激光測距台站

     上世紀60年代,在實施登月計劃之前,美國和蘇聯開始進行激光測月試驗,但當時隻能測量月麵漫反射回波,測量精度十分有限。1969年7月21日,美國“阿波羅11號”登月成功,人類第一次踏上月球表麵,登月宇航員帶了一個激光後向反射器陣列Apollo11,並將其放置在月麵預定位置上。成功登月僅數日後,美國人即測到了來自該反射器的激光測距回波信號。

   此後,美國利用阿波羅登月任務相 繼在月麵不同位置放置了Apollo14、Apollo15角反射器陣列,蘇聯先後利用月球車Luna17與Luna21,在月麵安置了Lunakhod17和Lunakhod21反射器陣列,於是月麵上共有五個可供進行激光測月的角反射器陣列。從此,月球激光測距成為最精準的地月距離測量手段。

     之後幾十年裏,陸續有法國、意大利、德國等的多家測站進行過激光測月相關研究。但由於各種原因,能夠成功的隻有極少數測站。近幾年,能夠進行常規激光測月的隻有法國格拉斯測站、意大利馬泰拉測站以及美國阿波羅測站。

    據專家介紹,一座完整的月球激光測距地麵站主要包括望遠鏡係統、光路係統、光子探測係統以及其他輔助係統,這是一項涉及多學科領域的複雜的精密技術。其觀測資料對天文地球動力學、地月係動力學、月球物理學以及引力理論驗證等諸多學科的研究有著重要價值。

地月激光測距示意圖

      2018年1月22日晚,中國科學院雲南天文台應用天文研究團組的研究人員成功接收到了月球激光測距的回波信號,這是中國人首次成功利用激光精確地測量地球距月球的距離。

位於中山大學珠海校區的“天琴計劃”激光測距台站,在不到一年的時間內完成台站建設,今年6月8日晚首次測到Apollo15的信號,8月14日淩晨首次測到Apollo14信號,11月7日晚,首次同時獲得月球上的五個目標(A15、A14、A11、L17、L21),並實現高精度地月距離測量,目前科研團隊對地月距離的測量精度正在評估中。

    地月激光測距試驗是開展“天琴計劃”空間引力波探測必須攻克的關鍵技術。這是“天琴計劃”“0123”路線圖中的“0”步驟。與此同時,記者獲悉,“天琴計劃”“0123”路線圖中的“1”步驟,即國家立項的首顆麵向未來引力波空間探測技術試驗衛星,預計將於今年年底進行發射。

天琴計劃“0123”路線圖

    “天琴計劃”是中國科學院羅俊院士於2014年3月在華中科技大學的一次國際會議上提出、以中國為主導的國際空間引力波探測計劃。據悉,自1994年開始,羅俊在華中科技大學引力中心開始布局空間引力波探測研究,二十多年來積累了若幹關鍵技術,儲備了一批優秀的人才。此次天琴空間科學任務研討會,吸引了國內外42個高校和科研單位的近300位學者積極參加。

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