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领先世界!中国复眼开建,25部25米孔径雷达,或可拯救地球

除了500米的中国天眼之外,我国还将建造中国复眼!1.5亿公里以内的小行星,将在我国科学家眼中一览无余。保护地球不被小行星撞击,就看我们的了!

中国复眼的全称叫作“超大分布孔径雷达高分辨率深空域主动观测设施”,由于它需要配备许多巨大的雷达,有点类似于昆虫的复眼,所以有了这个绰号。

首先,关于中国复眼的学术名称,大家就可能有点蒙圈,咱们来展开解释一下。

这个超长的名字中,最核心的部分其实是“孔径雷达”。孔径雷达全称合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,简称SAR),是一种主动式的观测系统。

什么叫主动式观测系统呢?我们知道,在贵州有一个巨大的望远镜,那就是中国天眼。中国天眼观测宇宙的方式,就是通过巨大的接收面积获取来自宇宙的电磁波。在观测过程中,它是不需要主动向宇宙释放电磁波的。

合成孔径雷达则有所不同,在观测过程中,它还会主动发射能量,同时接收能量,这就是所谓的主动式观测。

开始的时候,合成孔径雷达是被安装在飞机、卫星、宇宙飞船等飞行平台上,观测的对象是地球。随着合成孔径雷达技术的不断发展,人类也可以拓展它的能力,开始观测遥远的天体了,这就是所谓的深空探测。由于不需要对地表进行观测,所以它也不必放在空中,而是可以建造在地表了。

所谓的超大分布,指的是大量的雷达分布在非常大的面积上。中国天眼是凭借一己之力获得了500米的口径,中国复眼则是多个雷达通力合作,等效成一个更加巨大口径的超大望远镜。这不是说中国天眼就落后了,二者分工不同,两种模式也各有利弊,没有必要比较孰高孰低。

我们知道,中国天眼可以观测到宇宙中最极端的天体或事件,比如脉冲星、快速射电暴等,并且观测的距离可以超过100亿光年。不过,中国复眼看起来有点“近视”,它只能观测几千万公里以外的天体。不过,它观测的天体小得多,那就是太阳系的行星以及小行星。

我国国家航天局副局长吴艳华在今年4月接受采访的时候,我国正在筹备组建近地小行星防御系统。众所周知,小行星是对地球和人类最大的威胁之一,甚至在6600万年前灭绝了恐龙。只有提前发现并了解它们,才有可能防止人类被小行星毁灭。

由于小行星本身不发射电磁波,我们不能利用中国天眼这样的射电望远镜来观测。这就是中国复眼发挥的舞台了,它可以自己发射电磁波来探测小行星,然后接收回波,了解小行星的尺寸、形状等。

尽管合成孔径雷达的功能如此强大,但遗憾的是,我国在这方面长期处于空白的状态。由于始终没有涉及到这项基础的天体探测项目实施,所以我国也一直没有建造合成孔径雷达。

但是,近些年来,我国的航天事业发展迅猛,不仅成功地完成了探月工程“绕、落、回”三步走的战略,甚至还成功发射了火星车,对火星表面进行探索。未来,如果我国航天人想要更进一步,就势必离不开分布式雷达的帮助了。

据介绍,中国复眼项目的第一期已经启动建设,其名字被称为“分布式雷达天体成像测量仪验证试验场”,包括了4部16米孔径雷达。目前已经完成了所有的基础设施施工,安装了2部雷达,预计在今年9月就可以启动运行。

第一期的目的是验证这项技术的可行性,通过对月球的三维成像来提升我国的相关技术。或许在不远的将来,我国科学家就会绘制出一幅精彩的月球地图。

而且,中国复眼的第二期也将开始建设,地点和一期一样,选择了重庆。这不仅仅因为负责该项目的北京理工大学重庆创新中心落户在这里,也在于重庆的地理纬度也适合雷达的设置和观测。

根据计划,第二期我国将建设25~36部高分辨率分布式雷达,而且二期的雷达比一期更大,孔径达到了25米。

凭借着二期工程,中国复眼将可以对最远1.5亿公里外的小行星进行探测,并且成像。它不仅能够提前观测到威胁地球的小行星,还能够帮助我们探测小行星。

根据中国首次火星探测任务工程总设计师张荣桥的介绍,预计在2025年,我国就要实施天问二号项目了。天问二号将会进行小行星和彗星的探测,其中小行星的名称是2016 HO3,彗星的名字叫133P。

在未来,中国复眼项目还有第三期,届时我们将具备对内太阳系天体进行高精度主动观测的能力,它也将是世界上第一部能够进行三维成像和形变监测的深空雷达,并且能够在多年时间里保持在全球范围内的领先优势。

此后还有天问三号,将会在火星表面进行采样,并带回地球。天问四号也很厉害,将会前往木星系进行探测。所有这些我国的行星探测工程,都需要地面深空探测系统的技术支持,这也更加印证了中国复眼的重要意义。

中国天眼和中国复眼都已经是全球领先了,你有没有想过,二者的结合会有多么强大?是的,未来我国还可能拥有“中国天眼复眼”——这个名称是我起的。

根据中科院武向平院士在去年的介绍,我国正在考虑建设另外5台500米口径的射电望远镜,它们将会与现在的中国天眼组成巨大的阵列,完成更多的天文观测。这些射电望远镜的组合原理就类似于中国复眼的雷达之间的合作,称之为中国天眼复眼也算是比较贴切了,大家觉得呢?

武向平院士曾经说过:天文学是靠大设备来说话的,没有大国重器,说话的地位是非常非常差的。随着中国天眼的建成,中国复眼的动工以及未来中国天眼复眼的问世,我国将在世界天文学领域拥有无可替代的话语权!

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