05.22 哈工大的月球微衛星編隊和國家嫦娥四號,組合探祕宇宙

“鵲橋”中繼衛星的升空,嫦娥四號蓄勢待發,月球微衛星編隊組團探月,中國第四次探月活動正式展開。本次探月任務,不僅給國人帶來驚喜,更會給世界的知識版圖添加重要的一筆。一個多世紀以來,我們不斷學習西方創造的科學文化知識,和西方建立的宇宙觀,這一次我們將為觀測宇宙提供新的手段,這是開創性的工作。

哈工大的月球微衛星編隊和國家嫦娥四號,組合探秘宇宙

慾善其事必先利其器。當年有一個看大門的老頭兒叫列文虎克,平時愛好打磨鏡片,然後製作顯微鏡,誰做的顯微鏡都不如他做的好。於是,他的顯微鏡成了頂尖的觀測利器,他的每次觀測都是前無古人的研究成果,最後連英國女王都要去門房拜訪老先生。還有一位華裔科學家李政道,因為自己研發了一種儀器可以用來研究化學反應機理,每一次研究都是世界上的第一次,於是他得了諾貝爾獎。人類發明了X光透視、B超和核磁共振,從此不需要開刀也能看清身體內部的情況。可見,技術的革新將帶來實實在在的革命。

哈工大領銜研發的“龍江一號”和“龍江二號”微衛星編隊,將先於嫦娥四號在月球背面對宇宙進行超長波(甚低頻)射電天文觀測。在嫦娥四號落月後,兩個衛星和嫦娥四號對宇宙超長波射電觀測的數據可以相互印證和相互補充,為我國高清晰低干擾超長波觀測增加了數據可靠性。

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信很多朋友對超長波射電觀測,有點陌生。30MHz以下頻率的電波,其實說白了,就是比普通收音機調頻波段接收波長還要長(頻率還要低)的無線電波。這種無線電波(後面簡稱低頻電波),地球人可以用來遠距離傳送信號包括收音機信號。宇宙中過來的這種低頻電波,絕大多數被地球的電離層給阻擋在了外面,即使來到地面也受到地球電波的干擾,科學家很難在地球上通過觀測低頻電波對宇宙進行觀測。

哈工大的月球微衛星編隊和國家嫦娥四號,組合探秘宇宙

上中下分別為低頻電波(超長波長電波)、高頻電波和超高頻電波

但是月球背面,地球的所有無線電波都被月球的身體給擋住了,那裡是一個無線電非常安靜的世界,能夠接收到的電波都是來自地球以外的宇宙深處。可以接收到地球上難以接收的宇宙低頻電波,那是做宇宙低頻電波觀測的理想地點。國際上很多科學家都暢想在月球背面建立射電望遠鏡來研究宇宙,但只有中國的探月計劃最早把這個理想變成現實。後面還有歐空局也將在2020年左右發射月球背面著陸器,進行類似的觀測。

哈工大的月球微衛星編隊和國家嫦娥四號,組合探秘宇宙

地球電離層,可以反射電磁波,把外來低頻電波擋在了地球之外

那麼這種電波可以觀測什麼宇宙秘密呢?往近裡說,可以觀測太陽、木星和土星等的低頻輻射,對於研究太陽、行星內部活動規律等方面有重要意義。遠一點可以看到銀河系的低頻電波圖像,也許可以揭示更多銀河系內的秘密,包括中子星的秘密。再往裡說,宇宙深處,有更多像銀河系一樣的星系值得觀測。

更深入一些,宇宙誕生之初,有一段時間叫宇宙黑暗時代,那時還沒有產生恆星,只有中性的氫原子,不發出光線,人類看不到它們。但是他們可以輻射電磁波,這些電磁波經歷紅移作用,來到地球已經變成了難以觀測的低頻電波,在月球背面才能更有效觀測。此外,恆星誕生之初的一些信息,也可以通過低頻電波觀測到很多線索。

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當然,小編自己暢想,通過低頻電波、引力波等的深入觀測,會不會也能對暗物質和暗能量的本質給出更可靠的解釋呢?我們拭目以待。

最後說一句,厲害了,我的國!

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