
位於(yu) 中山大學珠海校區鳳凰山頂的天琴計劃激光測距台站。
中新網廣州5月26日電(許青青 姬東(dong) )據中山大學天琴中心26日介紹,中國空間引力波探測“天琴計劃”激光測距台站日前成功測得了月球表麵上五組反射鏡的回波信號,測出國內(nei) 最準的地月距離,且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(wei) 世界上第三個(ge) 成功測得全部五個(ge) 反射鏡的國家。
天琴計劃激光測距台站內(nei) 位於(yu) 中山大學珠海校區鳳凰山頂。25日,記者探訪該台站內(nei) 看到,一個(ge) 口徑為(wei) 1.2米的反射式望遠鏡、一個(ge) 工作溫度在零下200多攝氏度的多通道超導單光子探測器、一個(ge) 高重頻短脈衝(chong) 固體(ti) 激光器、一個(ge) 激光測距精密光學係統等核心部件,組成了可以測出地月距離的科技“利器”。

天琴計劃激光測距台站內(nei) 的1.2m激光測距望遠鏡。
天琴中心副主任、該項技術負責人葉賢基教授介紹,地月距離在38萬(wan) 公裏左右,地月激光測距基本原理就是從(cong) 地麵測距台站的望遠鏡上,將高度同向性脈衝(chong) 激光束射向放置在月球表麵的反射鏡,反射鏡發射該激光信號再通過地麵台站的望遠鏡接收,通過發送、接收時間差計算出地月之間的距離,地月激光測距是目前人類曆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。
天琴中心工程師韓西達介紹,地月激光測距技術將為(wei) 未來發射的天琴衛星提供厘米級精度的精確定位,使天琴衛星能夠精準進入指定軌道,這也是基於(yu) 地球軌道的“天琴計劃”進行空間引力波探測的優(you) 勢之一。基於(yu) 太陽軌道的空間引力波探測方案,因為(wei) 其衛星距離地球超過5000萬(wan) 公裏,基本不太可能利用激光來進行定位。
據了解,中國於(yu) 上世紀70年代起就具備衛星激光測距能力,但技術水平仍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,並得到國家航天局和國家自然科學基金委應急項目的支持。
地月激光測距技術是一項綜合技術,它涵蓋大型望遠鏡、脈衝(chong) 激光器、單光子探測、自動控製、空間軌道等多個(ge) 學科領域。葉賢基介紹,通過與(yu) 中國科學院雲(yun) 南天文台合作,升級昆明的衛星激光測距係統,於(yu) 2018年1月22日首次測出地月距離。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,也使我國成為(wei) 世界上第五個(ge) 實現地月激光精確測量的國家。
隨後,“天琴計劃”科研團隊啟動珠海測距台站建設項目,於(yu) 2019年6月首次測得地月距離,在隨後的幾個(ge) 月裏,團隊測到了月麵上所有的五麵反射鏡的回波信號,地月激光測距的技術穩定性和成熟性進一步得到確認。
中國科學院院士、“天琴計劃”首席科學家羅俊表示:地月激光測距技術是天琴計劃“沿途下蛋”的成果之一。它除了是天琴計劃的關(guan) 鍵技術之外,其本身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(jia) 值。“比如,長期的地月距離觀測資料對於(yu) 地月係統動力學、月球物理等基礎研究具有重要的價(jia) 值。太空安全方麵,地月激光測距枝術可以‘毫厘不差’地鎖定空間碎片和深空目標,大幅提升空間安全。又比如,空間科學方麵,地月/星激光測距技術有助於(yu) 打造‘太空實驗室’,推進我國空間科學發展。”
上世紀60年代,在實施登月計劃之前,美國和蘇聯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、蘇聯先後在月球上放置了五個(ge) 激光角反射器。從(cong) 此,地月激光測距成為(wei) 最精準的地月距離測量手段。(完)
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