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望远镜、粒子对撞机…… 科学家想把这些设备搬上月球

黑帽廉颇

自1970年代后期以来,许多国家发射了数十颗人造地球卫星 ,专门用于测量太阳和地球辐射。但是,人造地球卫星存在一些缺陷。重要的原因是它的地面观测角度有限,并且不是长期稳定的观测平台。很难对地球进行长期和大规模的连续观测 。

因此 ,有必要从新的视角和方法来准确地观测地面-大气系统的辐射能收支,然后探索全球气候变化的机理。为了进一步提高对地观测的能力,遥感领域的著名学者郭华东院士曾提出建设月球对地观测平台,并利用传感器组来监测地球的宏观现象。地球。

作为地球上唯一的天然卫星,月球的自转被地球的潮汐锁定,并且前部始终面向地球。将观测装置放在月球前部可以简化探测器的指向和跟踪模式,并持续同步地球一半的遥感和热环境。它的时间更改信息。“月球表面观测具有长期一致性 ,完整性,稳定性和独特性等诸多优势,有望成为独特的地面观测平台。”平劲松指出。

此外,就科学研究和太空天气和环境的监测而言,一个典型的要求是使用极紫外波段的传感器来精确监测地球等离子体和磁层的结构特征 ,并监测地球公里数 。极和上层电离层 。波长电磁波和高层大气中的闪电大气  ,以及监视这些等离子层结构与爆发风与太阳风和地球磁鞘在不同月球条件下的耦合关系。

借助月球设备检测低频重力波

自1960年代以来,人类在月球表面安装了五个激光反射器  。天文学家可以向地球月球表面的激光反射器发射激光,并捕获反射光束以进行激光测距实验 ,并研究土月系统的动态演化 。

“这项研究持续了数十年 。在距月球380,000公里处,当前的距离测量精度已达到2-3cm,速度测量精度已达到20微米/秒。”冯劲松介绍,这项研究发现,月亮每年以约3.5厘米的速度离开地球。这是对广义相对论引力在空间场中的延迟效应的最早验证 。

有学者提出 ,未来通过在月球表面设置高性能原子钟 ,微波中继器,多普勒测速仪和相距测量装置,有望在月球上探索空频低频引力波 。地月空间中的微波或激光链接。。

同时,通过在月球表面设置一个时频参考设备 ,可以通过“地-月”链接更有效地获取有关地球和月球自转异常的信息,并揭示内部物质和引起自转异常的行星的动态分布特征。

此外,结合月球轨道卫星  ,地球轨道卫星和地月激光测距,科学家相信,将有机会检测地月空间和太阳周围轨道中暗物质的存在 ,可以通过质量来感知。

建立月球基地有很多挑战

低频重力波检测是在空间平台的帮助下进行的。假设测量精度相同,则在更长的距离和更大质量的质量下可获得获得更灵敏的检测功能 。如果在地面火,地面木材和地面土壤距离上进行高精度微波测量,则比在地面月球距离上进行重力理论验证更有利。

“但是考虑到可及性,成本和自然条件的综合考虑 ,与其他天体相比,它最有可能在月球上建造一个科学设施来进行科学探索。”平劲松坚信 。其中 ,不需要高设备规模的月球探索研究,例如地月动力学 ,地空天气遥感,月球背面的低频射电天文观测等 ,已经具备了一定的技术条件 。实现相应的科研目标 。可行性比较高。

但是,对于那些需要依靠大型设备进行月球探测的人来说,无论是依靠无人基地还是有人基地 ,技术上仍然存在许多瓶颈。包括高能物理设备的建造,月球背面低频射电天文巨型阵列 ,地面月球遥感观测等,所有这些都必须在月球的成熟发展的基础上建立,并且只有形成月球基地的条件是可能的 。

“可以看出,月球基地本身的建造技术实际上构成了在月球上进行相关科学探索的最大技术瓶颈。”平劲松指出。

Tags:月球地球进行

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