NASA资助的将月球陨石坑变成射电望远镜的概念项目是怎样的?

实施该资助计划的是NASA下属的“高级创新概念”项目组(NIAC),该机构专门支持激进的未来概念和超越常规的设想,目前已进行第一期拨款。NASA喷气推进实验室的机器人技术专家Saptarshi Bandyopadhyay指出,需将机器人送至月球远端,在陨石坑上布置金属丝网以造出直径1公里的球形反射镜。这一构想旨在充分利用月球背面远离地球轨道的优势,观测到比地面或地球轨道望远镜更长的低频辐射信号,尽管项目仍处于初期阶段,预计至少需要十年才能真正实现。

射电望远镜建设在月球背面具有巨大优势,因为月球已被地球潮汐锁定,从地球永远只能看到月球正面。在背面建设射电望远镜可以完全屏蔽来自地球的无线电干扰,且在月夜时还能屏蔽太阳无线电干扰,处于极其安静的环境。此外,月球引力仅为地球六分之一,允许建造口径极大的超级望远镜。NASA于2020年4月7日宣布资助该项目,旨在将月球陨石坑转变为强大的射电望远镜,这是将宏大目标变为现实的重要一步。

超级射电望远镜的强大之处在于其极高的分辨本领,即角分辨率小,这与波长除以口径的比值正相关,口径越大精密程度越高。目前地球上最大的射电望远镜FAST口径为500米,而NASA设想的这个超级望远镜直径可达1公里左右。将其放置在远离无线电干扰的月球背面,能提供更精准的观测数据,可能带来许多科学惊喜,甚至在探测外星文明发送的无线电波方面成为里程碑式事件。

月球本身就是一个极佳的前沿基地,无论是从资源、位置还是天文观测角度来看,它都是人类进军宇宙的最佳首发星球。早在几十年前,美苏天文学家就提出过多种想象方案,虽然受限于当时技术仅停留在设想阶段,但随着1969年人类首次登月并设立天文观测仪器,以及后来对月球环境更深入了解,建立月球天文观测基地的愿望愈发强烈。月球没有大气层干扰,引力又小,能建造更大型的望远镜,观测效果远超地球,随着2030年前后多国登月热潮,长期基地和早期开发活动将陆续展开。

该计划主要分为两步实施。首先,在月球背面选定一个直径3至5公里的陨石坑,因为射电望远镜需要抛物面反射镜,而陨石坑地形恰好符合这一条件。第二步更具挑战性,需要向选定陨石坑发射具备爬壁能力的特种机器人。这些机器人将在坑内布置特殊金属丝,逐步构建出巨大的抛物面反射镜,并配合相关电子设备,最终形成一个巨大的射电望远镜。