美国射电望远镜坍塌,想不被中国超越,月球

中国天眼（FAST）是世界上最大的单镜面射电望远镜，而在此之前57年的世界纪录保持者正是美国的阿雷西博射电望远镜。

12月是个注定要在世界航天史上留下浓墨重彩的月份。嫦娥五号奔月取土，日本小行星探测，多国卫星发射，世界各国的地外星球探索的热情都空前高涨，但是对于美国来说，一切却都并不顺利。

12月1日，外媒突然传来消息，位于波多黎各的阿雷西博射电望远镜因为3个支撑塔全部断裂，重达吨的接收平台直接坠落到望远镜的反射盘上。天线被砸坏，望远镜已无修复可能。

损坏的阿雷西博

什么是射电望远镜

说起望远镜，普通人想起的总是双筒望远镜，用来看看风景看看鸟。而天文爱好者，会去购买较为昂贵的光学望远镜，用来观测星星和月亮。但是从原理上来说，两种望远镜区别不大，都是通过一组光学镜片将远处射来的光线汇聚成像，将远处的景物放大，使细节更加清晰。《人民的名义》中，就有一位“胸怀宇宙”的孙区长，是不折不扣的天文爱好者。

虽然光学望远镜较为昂贵，可能价值数万元，但是对真正的天文科学家来说，那只是小孩子的玩具而已，业余就是业余，跟专业的没法比。

光学望远镜，顾名思义，接收到的信息是光，但是随着科学家对光认识的逐渐加深，他们发现光其实是一种电磁波，而我们肉眼能看到的可见光仅仅是宇宙星光频谱中的一小部分。绝大多数天体发出的γ射线、X射线、紫外线、红外线、微波以及波长更长的无线电波充满着我们的宇宙，但这一切仅凭我们的光学望远镜是无法看到的。所以科学家就开始研制主要用于接收天体射电波段辐射的望远镜。

其原理简单来说，就是天线感应电磁波，并将感应得到的信号转化为电压信号。由电压信号得到功率大小。功率值就是我们记录下来的信息。收音机、广播电视和卫星电视也是类似的原理，只不过比射电望远镜多了解调的步骤。它们外形差别很大，有固定在地面的单一口径的球面射电望远镜，有能够全方位转动的类似卫星接收天线的射电望远镜，有射电望远镜阵列，还有金属杆制成的射电望远镜。

“世界之眼”终归中国

在传统光学望远镜观测的时代，口径大小就代表着观测距离的远近。但是即使口径再大，也会被地球大气层狠狠的给削弱效果，最后发现口径仅2.4米的哈勃太空望远镜比地面上10米口径的望远镜要清晰得多。而射电望远镜受大气层衍射的影响要小得多，理论上它可以做得更大，以便可以接收更多的电磁波信号。

年，阿雷西博望远镜建成，它的直径达米，后扩建为米，由康奈尔大学管理。直到被誉为中国天眼的FAST年建成的53年的时间里，它一直都是世界上最大的单口径望远镜。

阿雷西博射电天文台

但是在今年早些时候，阿雷西博天文台就已出现问题。8月，望远镜的一条辅助钢缆发生故障，使得望远镜反射盘受损。11月，主钢缆断裂，对望远镜反射盘造成进一步的破坏。当地时间11月19日，美国国家科学基金会宣布，该望远镜将被关闭，并以可控方式拆除。但是拆除计划还在进行时，望远镜平台就已倒塌。

年，我国天文学家南仁东先生提出构想，在历时22年后，年9月25日，米口径球面射电望远镜，也就是我们常说的中国天眼FAST正式在中国贵州落成启用。

这是由中国科学院国家天文台主导建设，具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。综合性能是著名的射电望远镜阿雷西博的十倍。

FAST

年1月11日，米口径球面射电望远镜通过国家验收，投入正式运行。截至年11月，“中国天眼”发现脉冲星数量超过颗

此消而彼长，在美国阿雷西博望远镜发生坍塌后，中国天眼成为世界射电天文学领域内“唯一重要的仪器”。而就在上个月，中国国家天文台在北京召开新闻发布会，介绍FAST的运行情况及最新科学成果，同时宣布FAST将从年起面向全世界开放，中国天眼将成为“世界之眼”。

为什么说在月球背面重建是最好的选择

单台大口径射电望远镜不仅耗资巨大，由于地球重力场的影响，其建造难度也极大，中国在贵州建成的射电望远镜“FAST”，由于主镜面是固定在地面，FAST不能移动，只能依靠移动馈源舱来实现对目标的跟踪定位，因此FAST的实际使用反射面直径大约为米。尽管如此，它依然是全球最大的单台射电望远镜。

回顾下前面提过的一句话，“口径仅2.4米的哈勃太空望远镜比地面上10米口径的望远镜要清晰得多”，虽然没有了大气层的干扰，但是地球本身存在磁场，地球内部电磁波通过大气电离层的反射，在低频频段上形成严重的杂波干扰；与此同时，地球表面有众多的无线电通信设备发出复杂的电磁波信号，这些信号中的一部分也会在电离层中来回反射形成干扰波；在地球大气层外运行着数千颗人造卫星，这些卫星有时会穿越望远镜的视角，同时它们也会发射电磁波。所以来自宇宙的微弱信号，是非常容易被射电望远镜当成干扰信号给过滤掉的。如果能将望远镜设置在地球之外，无疑会获得远胜于地球的效果。

由于月球自转与地球公转的速度基本相同，所以我们始终只能看到月球的一个面，而月球的背面始终是无法在地球上观测到的，正是这个特性，可以用月球本体挡住地球的电磁波干扰，更加适合射电望远镜的观测。并且月球表面的地形实在是太合适了，那环形山和陨石坑，简直就是为制造射电望远镜而生。

美国想在月球背面建造射电望远镜的想法并非空穴来风。

年以来，天文学家们一直梦寐以求在这里建设大型射电望远镜。年，美国休斯公司计划在月球背面的恰普雷斯环形山建设一个巨大椭圆形的天线，并向地月拉格朗日L2点发射中继卫星，他们设计了8年，最后没搞成。年、年和年，美国和欧洲又分别搞了ILFOSS计划、VLFA计划、FARSIDE计划，都是想在月背建设射电望远镜，最后无一例外全都不了了之。

今年4月，外媒传来消息，NASA决定资助一项初期提案：在月球背面的陨石坑内建造一个望远镜。

NASA喷气推进实验室（JetPropulsionLaboratory）的机器人技术专家班迪派耶博士（SaptarshiBandyopadhyay）是该计划的提案人。他认为月面陨石坑电波望远镜（LunarCraterRadioTelescope，LCRT）与地球上的望远镜或绕地卫星式的望远镜相比，具有巨大的优势。

根据NASA资助的方案，月面射电望远镜可选择一个3至5公里直径的环形山，建造一个直径超过1公里的射电望远镜反射面。如果扩大规模，可达到5公里的直径，相当于中国天眼米直径的10倍！目前NASA的创新先进概念计划已经为这个方案资助了12.5万美元，用来研究并验证方案的可行性。

月球背面无数的陨石坑

由于地球地形和美国国土范围的限制，他们如果想在地球上通过提升口径来做到超过中国很难，即使斥巨资建造成功，也未必会有很大的提升。但是如果按照这个月球背面的建设计划，一旦能够实施建成，那将会是颠覆性的超越。

科学研究中的“攀比心理”是科学进步的巨大动力，上个世纪正是由于美国和苏联的太空竞赛，才让他们完成了登陆月球的创举，并且至今无法被复制。如今在天文观测领域，中国独领风骚，是否也能激起世界其他国家的科研激情，完成历史性的创举呢？

我们拭目以待。

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