恐龍為什么會滅絕？小行星的蹤跡有何秘密？來問問“中國復(fù)眼”

恐龍為什么會滅絕？地球的生命從何而來？小行星的蹤跡有何秘密？位于重慶市兩江新區(qū)的深空探測雷達(dá)“中國復(fù)眼”或許將給出答案。

2022年末，“中國復(fù)眼”項目一期正式開機，它利用分布式雷達(dá)體制開展深空探測，拍攝出國內(nèi)首張月球環(huán)形山地基雷達(dá)三維圖像。未來，“中國復(fù)眼”計劃觀察上億公里外小行星和類地行星，以拓展人類深空觀察的邊界，滿足我國近地小行星撞擊防御、地月態(tài)勢感知等科研需求。

“中國復(fù)眼”“中國天眼”大不同

“中國復(fù)眼”，學(xué)名超大分布孔徑雷達(dá)高分辨率深空域主動觀測設(shè)施，與大名鼎鼎的“中國天眼”相比，它在構(gòu)型和功能上有兩大獨特之處。

中國工程院院士龍騰說，在構(gòu)型上，射電天文望遠(yuǎn)鏡“中國天眼”是一個500米口徑的大天線，而“中國復(fù)眼”是由多個小天線構(gòu)成的一個大天線，就像是昆蟲的復(fù)眼一樣。

北京理工大學(xué)重慶創(chuàng)新中心副研究員向寅說：“由于地球重力影響，在物理上建立一個可以全動式的數(shù)百米口徑的系統(tǒng)是比較困難的。我們把物理上基本實現(xiàn)不了的大雷達(dá)，拆成若干個相對較小的雷達(dá)，每個小雷達(dá)可以靈活轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)±75°的巡天角度，實現(xiàn)類比于相機廣角觀測的效果?！?/p>

在功能上，“中國天眼”是射電天文望遠(yuǎn)鏡，主要接收星體發(fā)射出來的信號，它本身并不發(fā)射電磁波，而“中國復(fù)眼”能自己發(fā)射電磁波，探測小行星，并接收自己發(fā)射電磁波的回波。龍騰說：“小行星本身不發(fā)射電磁波，射電天文望遠(yuǎn)鏡看不到。人類要看到小行星，必須主動發(fā)射電磁波?！?/p>

“像近地小行星或者類地行星必須通過主動探測照射的方式，獲取經(jīng)過目標(biāo)反射得到的信息?！毕蛞f，“就好比我們在伸手不見五指的黑夜，通過手電筒打出一束波束，來照亮目標(biāo)，使它被我們觀測到?！?/p>

名副其實的“千里眼”

作為目前世界上計劃構(gòu)建的探測距離最遠(yuǎn)的雷達(dá)，“中國復(fù)眼”預(yù)期作用距離達(dá)到1.5億公里，是名副其實的“千里眼”。它將高分辨率觀測近地/主帶小行星、航天器、月球、金星和火星等類地行星以及木星衛(wèi)星等深空域目標(biāo)，滿足近地小行星防御、空間態(tài)勢感知等國家重大需求，并用于地球宜居性、行星形成等前沿科技創(chuàng)新研究。

據(jù)了解，“中國復(fù)眼”項目將分三期進(jìn)行。向寅介紹，一期項目主要為后續(xù)的設(shè)施建設(shè)進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)驗證，目前北京理工大學(xué)重慶創(chuàng)新中心已經(jīng)初步完成了一期4部雷達(dá)對月球的協(xié)同觀測，獲得了月球正表面局部三維雷達(dá)圖像，初步驗證了分布孔徑深空探測雷達(dá)技術(shù)的可行性，也驗證了對以月球為代表的深空域目標(biāo)三維雷達(dá)成像的可行性。

“中國復(fù)眼”項目一期

該項技術(shù)對于多雷達(dá)間對齊精度的要求極高，相互之間的對齊精度需毫米級，才能實現(xiàn)精準(zhǔn)觀測和三維成像。“我們的觀測和調(diào)試將是一個漫長的、不斷精調(diào)的過程，接下來，我們會繼續(xù)對4部雷達(dá)進(jìn)行精細(xì)化調(diào)校，拍攝出分辨率和觀測清晰度更高的三維圖片?！毕蛞f。

根據(jù)計劃，“中國復(fù)眼”項目二期工程將在重慶市云陽縣建設(shè)25部30米口徑的高分辨率分布式雷達(dá)，實現(xiàn)千萬公里外的小行星探測，為我國近地小行星撞擊防御和行星科學(xué)研究提供重要支撐。

“該項目填補了渝東北地區(qū)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的空白?！痹脐柨h縣長李茂濤表示，項目落地后，力爭打造全國乃至全世界一流的科學(xué)、科普和科創(chuàng)中心。

盯住小行星，保衛(wèi)地球家園

近幾年，隨著熱門科幻文學(xué)及藝術(shù)作品深入人心，“地球防御”等字眼越發(fā)為人們所熟知。其實，早在10多年前，包括我國在內(nèi)的一些國家就著手論證和建設(shè)“近地小行星防御系統(tǒng)”。而其中最重要的一環(huán)，就是探測預(yù)警。盯住小行星，是“中國復(fù)眼”項目的主要任務(wù)。

龍騰說，之所以這么關(guān)注小行星，是因為很多“地球之謎”都與小行星有關(guān)，而且，小行星運行態(tài)勢關(guān)乎全人類的安全，僅在太陽系，就有超過2.5萬顆小行星對地球構(gòu)成潛在威脅，恐龍滅絕、通古斯大爆炸等事件都被認(rèn)為與小行星撞擊有關(guān)。

為了守護(hù)好地球家園，構(gòu)建人類命運共同體，國家航天局在2022年4月表示，將著手組建近地小行星防御系統(tǒng)，共同應(yīng)對近地小行星撞擊的威脅，為保護(hù)地球和人類安全貢獻(xiàn)中國力量。“中國復(fù)眼”就是這個小行星防御系統(tǒng)的重要組成部分。

“中國復(fù)眼”項目一期拍攝的月球環(huán)形山地基雷達(dá)三維圖像

“防御小行星，除了預(yù)警，還可以通過主動處置干涉的方式，使小行星偏離它的預(yù)定軌道，從而和地球的軌道錯開。”向寅介紹，主動處置意味著人類對小行星的軌道，要有精確的測量；對撞擊之后的小行星的軌道變化、甚至是撞擊的殘片的分布方式，要有精確觀測能力。

據(jù)了解，“中國復(fù)眼”項目二期完工之后，能實現(xiàn)對地球潛在威脅小行星750萬公里的探測距離，大約是目前金石雷達(dá)系統(tǒng)探測距離的兩倍。向寅表示，三期工程計劃形成一個由上百部雷達(dá)組成的科學(xué)設(shè)施，探測距離將達(dá)到1.5億公里，可看到上千萬公里外僅足球大小的小行星的運行軌跡，為人類規(guī)避外太空小行星撞擊風(fēng)險提供更強大的技術(shù)支撐。

半月談記者：吳燕霞 /編輯：徐寧趙婭維（實習(xí)生）