今年全國兩會期間,全國人大代表、中國科學院院士、中國空間引力波探測“天琴計劃”首席科學家、中山大學校長羅俊接受采訪時首次公布,中山大學“天琴計劃”激光測距臺站成功測得月球表面上五組反射鏡的回波信號,測出國內最準的地月距離,精度達到國際先進水平。“這意味著中國科學家攻克了地月激光測距技術,至此,中國成為世界上第三個成功測得全部五個反射鏡的國家。”
首用激光精確測量地月距離
25日,記者在位于珠海鳳凰山頂?shù)摹疤烨儆媱潯奔す鉁y距臺站內看到,1.2m激光測距望遠鏡、工作溫度在零下200多攝氏度的多通道超導單光子探測器、高重復頻率脈沖固體激光器、激光測距精密光學系統(tǒng)等核心部件,組成了可以測出地月距離的精密儀器。
據(jù)羅俊介紹,“天琴”團隊啟動珠海測距臺站建設項目后,于2019年6月首次測得地月距離,在隨后的幾個月里,團隊測到了月面上所有的五面反射鏡的回波信號,地月激光測距的技術穩(wěn)定性和成熟性進一步得到確認。
“這是我國首次成功利用激光精確地測量地球距月球的距離,我國成為世界上第五個實現(xiàn)地月激光精確測量的國家。”天琴中心副主任葉賢基教授介紹,地月激光測距技術是一項綜合技術,涵蓋大型望遠鏡、脈沖激光器等多個學科領域。地月激光測距是目前人類歷史上最遠距離的激光測距實驗,也是目前地月距離測量精度最高的技術手段。
為天琴衛(wèi)星發(fā)射提供精確定位
“地月激光測距技術是天琴計劃‘沿途下蛋’的成果之一。對月球基礎科學研究、我國太空安全、空間碎片和深空目標探測、太空科學實驗等多領域具有重大應用價值?!绷_俊表示,長期的地月距離觀測資料對于地月系統(tǒng)動力學、月球物理等基礎研究具有重要的價值;在太空安全方面,地月激光測距技術可以“毫厘不差”地鎖定空間碎片和深空目標,大幅提升空間安全;在空間科學方面,地月激光測距技術有助于打造“太空實驗室”,推進我國空間科學發(fā)展。
天琴中心工程師韓西達介紹,地月激光測距技術將為未來發(fā)射的天琴衛(wèi)星提供厘米級精度的精確定位,使天琴衛(wèi)星能夠精準進入指定軌道,這也是基于地球軌道的“天琴計劃”進行空間引力波探測的優(yōu)勢之一。
據(jù)悉,上世紀60年代,美國和蘇聯(lián)就開始進行激光測月試驗,但測量精度有限。隨著登月的成功,美國、蘇聯(lián)先后在月球上放置了五個激光角反射器。我國于上世紀70年代起具備衛(wèi)星激光測距能力,但技術水平不能進行地月距離的激光測距。2015年開始,中山大學“天琴計劃”科研團隊啟動月球激光測距任務,并得到國家航天局和國家自然科學基金委應急項目的支持。
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