热门:嫦娥四号探路低频射电观测，推开射电天文学最后一扇窗

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嫦娥4号着陆器监视摄像机c拍摄的“玉兔2号”巡视器上个月的影像图1月3日，嫦娥4号探测器成功着陆在月球背面。 着陆器拍了照片。 玉兔2号月球车也下楼撒欢，留下了脚印。 房子安全后，他们必须开始工作，开展科学勘探。 其中，着陆器上展开了低频电波探测器的3根5米天线。 “月球背面的电磁环境非常干净，在那里开展低频电波探测是全世界天文学家梦寐以求的事件，填补了低频电波观测的空白。 “国家空间科学中心副主任、月球和深空探测综合部主任邹永廖说。 寻找“漂亮”的观察环境 ； 月球背面是个很棒的地方“电磁波谱的任何频带背后都有天体的物理现象和机制。 “中国科学院国家天文台研究员嫦娥四号月低频电波探测器中方最高专家平劲松告诉科技日报记者:“只要能感知到，就能找到那些法则。” “20世纪30年代，美国贝尔研究所的工程师卡尔中央滑雪在短波高频带偶然受到来自地球外的天体辐射，打开了电波天文之门。 从此，电磁波成为天文学家观测天体辐射的核心手段之一。 至今为止人类之所以使用短波和中波进行通信，是因为地球空间中存在的比较浓密的电离层反射这些波段的人工电磁波，电磁波无法逃离地球的范围。 但是，除此之外，来自地球以外不足10兆赫兹的电磁辐射也无法通过地球电离层到达地面。 这个频带的天文观测窗可以说被地球电离层“遮挡”。 因此，地面电波天文观测都在更高的频带进行。 既然地球上无法探测低频电波，天文学家就决定在宇宙中寻找处理路径。 20世纪90年代，来自中国和荷兰等地的电波天文家开始了相关论。 但是他们遇到了新的问题。 “地球附近人工天体太多了 平劲松说，这些卫星和各种航天器发射人工电磁波，大量存在的人工信号会干扰观测。 “离地球越远越好 但是，据说即使将观测仪器设置在月球上，如果朝向地球，地球卫星的低频无线放射的噪音也是不可避免的。 为了突破地球电离层的屏蔽，避免来自卫星的信号，屏蔽来自太阳的辐射，经过各种制约的筛选，月球背面成为满足条件、技术的主要选择。 从阿波罗时代开始，科学家设想将低频电波设备放在月球背面进行探测，美国、日本等国提出了建议，欧洲航天局制定了详细的计划，但最终没有实现。 理由很简单，各国没有在月球背面着陆的探测器，怎么放置设备？ 因此，非常低频带是电波天文行业从未开垦过的处女地。 在嫦娥四号任务实施之前，为这项研究提供了良好的开始机会。 去噪 ； “卡拉ok技术”是来支持嫦娥4号任务中的低频电波探测计划的，由中国和荷兰共同开展。 据科技日报记者介绍，荷兰是电波天文行业，特别是低频观测方面，国际上技术最先进的国家之一。 年10月，荷兰航天局局长访问了中国国家航天局，双方制定了探索和平利用外层空间的谅解备忘录。 在这个框架下，低频电波合作项目被两国纳入嫦娥四号工程。 中国科学院国家天文台负责与荷方月低频电波负荷的协调工作。 在合作项目中，双方开发了两台低频电波探测器。 平劲松表示，两台载荷的概念设计由中方提出，中荷各开发一台，第一功能大致相等，中方载荷搭载在嫦娥4号着陆机上，载荷方载荷搭载在年5月发射的鹊桥号中继卫星上。 在事业模式中，中国的负荷通过太阳能供电，在嫦娥4号着陆区为白天的情况下，开展事业。 到了晚上，转播星星的负荷工作。 在探测目标中，载荷可以探测地球两极的电波爆炸，中方载荷可以阻断地球和太阳的影响，探测更远的目标。 但是这个项目也面临着很多技术课题，噪音依然是其中之一。 月球背面非常“漂亮”，但嫦娥4号本身带来的干扰不容忽视。 平劲松表示，鸿桥中转星是新开发的卫星，开发时采取了抑制卫星平台噪音的措施，负荷也有降低噪音的解决方案。 与此相对，嫦娥3号的备份嫦娥4号，最终以寻找月球为主要工作，没有解决相关问题。 对此，载荷研究开发小组想出了别的方法。 许多音乐迷知道原声音乐的大光盘上每个音色都有各自的音轨，可以通过技术手段进行音轨。 例如，从一首歌中去除人声，就可以将其作为卡拉ok的伴奏。 科研人员利用同样的原理，在嫦娥4号的低频电波探测器上安装了三根长天线，此外还安装了一根短天线。 电磁波的辐射有近场、远场之分 来自嫦娥4号的近距离信号，短天线也可以接收，来自宇宙天体的远距离信号，用长天线可以清楚接收，但用短天线“听不见”。 根据长短天线接收信号的不同，科研人员可以区分和“减法”远场信号和近场信号。 平劲松说:“嫦娥四号会带来干扰，但我们可以消除这些干扰，只留下想要的东西。 "探路低频电波观测 ； 各自的发现是有可能填补空白的平劲松的介绍，作为低频电波观测的“探险家”，嫦娥4号工程的两台低频电波探测器使用长寿命设计，嫦娥4号任务期满后，继续工作数年，有可能获得越来越多的观测机会。 随着电波天文学最后的窗户的打开，“探险家”的所有发现都有可能填补空白，科学家们期待着。 平劲松说，比如太阳爆炸时的频带很宽，从几百亿赫兹到几百兆赫兹，到很低的频率。 如果降到低频，将从离太阳很远的地方发射。 虽然过去没有观测到这种爆炸，但今后遇到的话可以同时追踪其发生的全过程，有助于研究日地空间的天气效应，建立模型预报太阳灾害。 另外，嫦娥4号的低频电波探测器还可以通过观测太阳的爆炸，探测月球的电离层环境。 平劲松说，如果月球上有电离层，就会像地球电离层一样屏蔽电磁信号，但屏蔽的频率更低。 太阳的爆炸是连续的，所以可以通过计算哪个辐射频率被阻塞来估计月球电离层的密度特性。 搭载在鹊桥中继星上的低频电波探测器与嫦娥4号低频电波探测器联合观测。 由于位于地月拉格朗日l2点，中继星上的探测器可以探测研究太阳低频电波特性和地月空间低频电波环境。 连续监测地球公里波的爆炸，探索由此引起的空间扰动 我们期待着星际激波、冠状病毒物质投射、高能电子束的产生机制等方面取得原创成果。 除了观测太阳、地球、月球外，低频电波探测器还期待观测银河系中普遍存在的宇宙线电子，明确宇宙线的起源和传达过程，检测银河系电离气体云的分布。 在银河系之外，电波银河的辐射大多来自中心质量较大的黑洞活动时产生的喷流。 这些喷流逐渐冷却，放射频率也逐渐降低，因为在这种低频观测中可以看到更古老的喷流，有可能加深对黑洞活动的认识。 更令人兴奋的可能性是，用低频电波探测器观测探索宇宙大爆炸结束后的黑暗时代和之后第一代恒星形成时的宇宙的黎明。 到目前为止，美国的edges实验在78兆赫兹带发现了相当强的吸收光谱。 这可能是在宇宙黎明时产生的，但与标准理论模型大不相同。 因为这引起了很大的争论。 如果能在纯粹的电磁环境下进行这样的观察，有助于提高实验的精度。 (原题嫦娥4号手牵手打开“鹊桥”电波天文学的最后一扇窗户)(本文来自澎湃信息，越来越多的原始信息请下载“澎湃信息”APP )

来源：搜狐微门户