大家都喜欢拍照。无论是通过手机还是通过天文摄影的奇迹,拍摄月球提醒我们宇宙的奇迹和令人敬畏。
虽然我们可以从地球上拍摄整个月球的精彩图像,但考虑到我们距离最近的天体邻居 384,400 公里(238,855 英里)的距离,要获得月球表面的特写图像却极其困难。
这是因为我们尝试放大其表面越近,图像就会变得越模糊或像素化。本质上,图像的分辨率变得越来越差。
但是,如果我们能够从地球上拍摄月球表面的高分辨率图像,而不是依靠目前在月球轨道上的卫星来拍摄,结果会怎样呢?
从地球拍摄高分辨率图像这正是来自国家射电天文台 (NRAO)、格林班克天文台 (GBO) 和雷神情报与空间 (RIS) 的科学家和工程师合作团队利用国家科学基金会的格林班克望远镜 (GBT) 进行的工作)和超长基线阵列(VLBA)。
通过他们的努力,目前世界上最大的全可操纵射电望远镜 GBT 可能成为下一代高功率行星雷达系统的所在地,供科学家用来研究我们地球范围内的行星、卫星甚至小行星。自己的太阳系。
原型雷达由 RIS 开发的低功率发射机组成,使用 GBT 进行测试,瞄准月球表面,雷达信号反射回来并由 NRAO 的 10 个 25 米 VLBA 天线接收。
该发射器最引人注目的是它仅产生高达 700 瓦的功率,低于标准厨房微波炉的功率800-1,000瓦,频率为 13.9 GHz。
原型雷达能够成像第谷陨石坑位于月球南半球,直径约为 85 公里,以 5 米的分辨率揭示了陨石坑底部令人难以置信的细节。
GBO 和 NRAO 联合雷达部门负责人帕特里克·泰勒 (Patrick Taylor) 在一份声明中表示:“到目前为止,我们能够捕获到的信息非常令人惊奇,所用的电量比普通家用电器还要少。”
泰勒在美国天文学会第 241 届会议上展示了原型雷达的研究结果英石 2023 年 1 月在华盛顿州西雅图举行的会议,简短演讲题为: “绿岸望远镜上的下一代行星雷达”,他展示了 2020 年至 2021 年间月球表面的雷达图像和其他发现,可以在下面视频的前十分钟看到。
泰勒在演讲中将第谷陨石坑图像描述为“……陨石坑底部的某种线性或多边形特征,只是表明您可以开始利用这些来自地面[地球]的图像进行地质学研究”。他还以惊人的 1.25 米分辨率展示了阿波罗 15 号着陆点的单个雷达图像,他称其为“有史以来从地面拍摄的最高分辨率的月球图像”。
对于上下文, 月球勘测轨道飞行器相机 (LROC) 月球勘测轨道飞行器 (LRO) 上的月球表面图像分辨率可达 0.5 米,这意味着该原型雷达几乎可以从地球以及目前绕月球运行的卫星拍摄月球表面的图像!
除了月球图像之外,原型雷达还检测到了“潜在危险”2021 年被称为 (231937) 2001 FO32,由于其尺寸(直径约为 1 公里)以及它距离地球的距离(在本例中仅超过 200 万公里),它被标记为“潜在危险”。小行星的探测在他们的数据中显示为峰值。
“而且,现在它与月球图像不一样,”泰勒在演讲中说。
“但是从那个小尖峰,你可以算出这个物体移动的速度,你可以算出它的轨道,你可以算出它未来的轨迹,你可以确定它的撞击风险,你可以评估有多大的危险确实如此,你可以约束它的自旋状态、它的大小、它的成分、它的散射特性等等。
“所以,尽管它看起来并不多,但一次小小的探测就可以告诉你很多关于小行星特征的信息。所以,主要的收获是,我们能够探测到一颗小行星距离比月球远五倍,而功率却比微波炉还小,这令人印象深刻。”
下一步包括将雷达功率扩大到 500 千瓦,这比当前 700 瓦原型机的功率几乎高出 1,000 倍,并且该旗舰系统的设计工作正在使用 VLBA 和未来的下一代甚大阵列 (ngVLA) 进行中)作为地面接收器。
该雷达还有可能探测所谓的地月空间(也称为高地球轨道空间)中的物体,希望在未来几年将人类送回月球时保护未来的月球宇航员和航天器。
连同它的潜力行星防御能力GBO 未来的雷达系统还可用于行星科学目的,包括成像、天体测量以及太阳系内行星物体的物理和动力学特征。
在未来几年和几十年里,GBO 的新雷达系统将在我们的太阳系中发现哪些令人兴奋的发现?只有时间才能证明一切,这就是我们科学的原因!
一如既往,继续做科学,继续寻找!