“中国复眼”重庆开建,望远镜多达429台,天眼看不到的它能看到

我们都知道大名鼎鼎的中国天眼(FAST),它是目前世界上规模最大,观测能力最强的射电望远镜,其口径达500米,其信号接收面积超过30个足球场,即使十分微弱的电磁信号也能被它接收到,来自百亿光年外的无线电波也能被它记录下来。但仅有一台天眼还是不够用的,它主要是被用来观测遥远天体的电磁信号的,现在我国已经启动“中国复眼”的筹备和建设,它将可以对亿万公里外的太阳系小天体进行详细的观测。

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中国天眼

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正在建设中的“中国复眼”

今年7月8日,北京理工大学重庆创新中心与重庆云阳县签署了一项全面战略合作协议,双方表示将充分发挥各自优势,共同建设“超大分布孔径雷达高分辨率深空域主动观测设施预研项目”,这个项目就是时下媒体正在热评的“中国复眼”。

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“超大分布孔径雷达高分辨率深空域主动观测设施”是一种能够满足高分辨率观测近地/主带小行星、航天器、月球、金星和火星等类地行星以及木星卫星等深空域目标的主动式雷达成像望远镜,许多台这样的望远镜共同构建,它也是世界上第一部具备三维成像和形变监测功能的深空雷达,预期主动雷达的作用距离可达到1.5亿公里,虽然比“中国天眼”的探测距离近多了,但它是主动雷达探测,这是中国天眼不具有的功能,而且它比铺路爪等大型雷达探测距离远多了,建造完成后将是世界上探测距离最远的雷达,内太阳系一览无遗,能满足近地小行星防御、空间态势感知等天文和科研等诸多方面的重大需求,同时也可应用于地球宜居性、行星形成等前沿科技领域的创新研究。

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该项目由入驻重庆两江协同创新区的北京理工大学重庆创新中心谋划建设,7月9日,北京理工大学重庆创新中心又发布消息称“超大分布孔径雷达高分辨率深空域主动观测设施”正在加快建设,位于两江龙兴新城的一期项目预计将于今年9月完成雷达开机探测,说明这一项目其实已经在建设中了,其在7月8日与云阳县签署的全面战略合作协议实为二期项目。

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但超大分布孔径雷达高分辨率深空域主动观测设施项目实际上是分为三期进行的:第一期为“分布式雷达天体成像测量仪验证试验场”,将建设4部口径16米的雷达,目前在两江新区已完成基础设施建设,正处于安装调试阶段,这4部雷达具备观察月球的能力,现阶段将用于验证技术可行性。

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第二期为“超大分布孔径雷达高分辨率深空域主动观测设施预研项目”,这一阶段将建设25部口径20米的雷达,项目已在云阳县完成选址工作,建成后这些雷达将可实现千万公里外的小行星探测和3D成像,可服务于我国近地小行星防御和行星科学研究等项目,初期时将用于深空雷达探测与成像的演示验证。

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第三期将建设“超大分布孔径雷达高分辨率深空域主动观测设施”,这一期的建设工作将包含400部口径20米的雷达,规模和位于澳大利亚的“平方公里射电望远镜阵列”相似,具备内太阳系天体高精度主动观测能力,探测距离将远达1.5亿公里之外,内太阳系中小天体的风吹草动都能被它洞若观火。这一期建造计划将由北京理工大学联合重庆申报国家“十五五”阶段的重大科技基础设施项目。

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平方公里射电望远镜阵列

那么这个项目为什么会被叫做“中国复眼”呢?中国工程院院士、北京理工大学校长龙腾解释说它是由很多小天线合成的大天线,三期建成后望远镜台数将多达429台,而应用原理上就像是昆虫复眼的结构,我们都知道昆虫的复眼是由很多的小眼组成的视觉器官,能够看清快速移动物体的整条轨迹,这个项目的许多小天线的观测功能可以累加,构建出大天线的探测效果,从而实现极为遥远的探测距离。另外,专家还从字面意思上解释称“中国复眼”也意为“中国复兴之眼”。

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有了中国复眼,太阳系内的小行星、彗星等小天体,乃至一些人造航天器将会以史无前例的清晰度向我们展现出来,所有对地球构成威胁的近地小行星的轨道都将被计算出来并清晰展现出体积、质量、速度等相关信息,这有助于我们做好近地小行星撞击威胁的防御工作。

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不过值得一提的是,这个“中国复眼”让人有点担忧,因为它是一种主动式雷达,是通过发射电磁波束并接收回波来探测目标的,和只接收宇宙电磁波的射电望远镜并不相同,之所以如此,也是因为小行星并不会发出电磁波,所以即便是大型射电望远镜,也无法看到太阳系中的小行星,但是主动式雷达可以发射电磁波并接收其回波,就能看到遥远且寂静的小行星了。

但是这种主动雷达望远镜的缺点是在发射电磁波束的同时也暴露了自己,而且它的信号发射功能相当强大,其他的被动雷达或射电望远镜可以通过这种电磁波束发现发射者的位置和一些信息,如果太阳系附近的宇宙空间中真有外星人,那么这些电磁波很可能会在若干年后被它们的射电望远镜(观测能力必须足够强大)所接收,这一结果很可能就像叶文洁回答了三体人的询问一样,给地球文明带来危险,不过这种可能性极小,而且我们人类也还没有收到过来自太阳系附近的非自然信号,所以也不用太担心。

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参考资料:

《央视新闻》客户端7月11日文章《“中国复眼”落地重庆云阳,可为千万公里外的小行星“拍照”》

转自 科普大世界

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