当前位置:主页 > 体育新闻 >

大佬们起床谁最早?王健林4点李彦宏5点 马云是个例外景春旅游网 特快专递ems 今年春晚有赵本山吗 发现资源 maya2009 下载 海洋食品安全 去你吗的王力宏 lol服务器连接异常 时寒冰 博客 苏州 地震 嫦娥四号牵手“鹊桥” 推开射电天文学最后一扇窗

2019-12-22
景春旅游网 特快专递ems 今年春晚有赵本山吗 发现资源 maya2009 下载 海洋食品安全 去你吗的王力宏 lol服务器连接异常 时寒冰 博客 苏州 地震

  1月3日嫦娥四号探测器在月球背面成功着陆。着陆器拍回了相片玉兔二号月球车也下地撒欢留下了一串脚印。安好家以后它们就要开始工作进行各项科学探测了。

  其中着陆器上低频射电探测仪的三根5米天线已展开到位。

  “月球背面的电磁环境非常干净在那里进行低频射电探测是全世界天文学家梦寐以求的事情将填补低频射电观测的空白。”国家空间科学中心副主任、月球与深空探测总体部主任邹永廖说。

  寻找“干净”的观测环境 月球背面成绝佳地点

  “电磁波谱的任何一个波段背后都有天体的物理现象与机理。”中科院国家天文台研究员、嫦娥四号月球低频射电探测仪中方首席专家平劲松告诉科技日报记者“只要能感知到就可以寻找它们的规律。”

  1930年代美国贝尔实验室工程师卡尔·央斯基在短波高频波段偶然收到来自地球之外的天体辐射开启了射电天文的大门。自此电磁波成为了天文学家观测天体辐射的核心手段之一。

  之所以迄今为止人类仍然使用短波与中波进行通信归功于地球空间存在的比较浓密的电离层能反射这些波段的人造电磁波使得电磁波无法逃出地球范围。但与此同时来自地球以外低于10兆赫兹的电磁辐射也无法透过地球电离层到达地面。可以说这个波段的天文观测窗口被地球电离层“屏蔽”了。因而地面射电天文观测都是在更高的频段进行。

  既然在地球上无法进行低频射电探测天文学家确定在太空寻找解决途径。上世纪90年代来自中国、荷兰等国的射电天文学家开始进行相关论证。然而他们遇到了新的问题。

  “地球附近的人造天体太多了。”平劲松表示这些卫星以及各类航天器都在发射人造电磁波大量存在的人工信号会对观测形成干扰。“离地球越远越好。”他说但即使把观测设备架设到月球上假如面向地球仍然避不开地球卫星低频无线电辐射的噪声。

  要突破地球电离层的屏蔽、躲开卫星的信号还要遮挡来自太阳的辐射经过种种约束的筛选月球背面成为了满足条件、技术可及的最佳选择。

  从阿波罗时代开始科学家就设想把低频射电设备放到月球背面去探测美国、日本等国都提出过建议欧空局甚至制定过详细的计划但最终均未实现。原因很简单各国都没有在月球背面着陆的探测器怎么把设备放上去?

  因此甚低频频段一直是射电天文领域从未被开垦过的处女地。直到嫦娥四号任务实施为此项研究提供了绝佳的起步机会。

  消除噪声干扰 “卡拉OK技术”来帮忙

  嫦娥四号任务中的低频射电探测计划由中国与荷兰共同进行。科技日报记者了解到荷兰在射电天文领域尤其是低频观测上堪称国际上技术最先进的国家之一。

  2015年10月荷兰航天局局长访问中国国家航天局双方敲定了探索与与平利用外层空间谅解备忘录。在此框架下低频射电合作项目被两国纳入嫦娥四号工程。中科院国家天文台负责协调与荷

  方月球低频射电载荷工作事宜。

  合作项目中双方研制了两台低频射电探测仪。平劲松介绍说两台载荷的概念设计由中方提出中荷各研制一台主要功能基本相当中方载荷搭载于嫦娥四号着陆器荷方载荷搭载在2018年5月发射的鹊桥号中继卫星上。在工作模式上中国载荷通过太阳能供电当嫦娥四号着陆区是白天时进行工作;入夜后中继星上的荷方载荷进行工作。在探测目标上荷方载荷可以探测地球两极的射电爆发中方载荷可以屏蔽地球与太阳的影响探测更远的目标。

  不过该项目也面临许多技术挑战噪声仍是其中之一。虽然月球背面非常“清净”嫦娥四号本身带来的干扰却不容忽视。平劲松说鹊桥中继星是全新研制的卫星在研发时就对卫星平台噪声采取了抑制措施对载荷也有降噪处理。相比之下作为嫦娥三号备份的嫦娥四号毕竟是以探月为主业并没有做相关处理。

  对此载荷研制团队想出了其他办法。

  许多乐曲发烧友都知道在原声乐曲大碟里不同音色都有各自的音轨通过技术手段可以对音轨进行编辑。比如把一首歌里的人声去掉就能把它作为卡拉OK的伴奏。

  科研人员借助类似原理除了在嫦娥四号低频射电探测仪上安装了三根长天线还装有一根短天线。电磁波辐射有近场、远场之分。来自嫦娥四号的近场信号长短天线都能接收而宇宙天体传来的远场信号长天线可以清晰地收到短天线却有些“听不清”。凭借长短天线接收信号的差别科研人员就能把远场信号与近场信号区分开来再做“减法”。平劲松说:“虽然嫦娥四号会带来干扰但我们可以把这些干扰剔除掉只留下想要的东西。”

  探路低频射电观测 每项发现都可能填补空白

  平劲松介绍作为低频射电观测的“探路者”嫦娥四号工程中的两台低频射电探测仪都采用了长寿命设计在嫦娥四号任务期满结束后很可能会继续工作数年获得更多观测机会。

  随着射电天文学的最后一扇窗逐渐开启“探路者”的每一项发现都有可能填补空白这让科学家们充满期待。

  平劲松说比如太阳爆发时波段很宽从上百亿赫兹到几百兆赫兹直至很低的频率。落到低频时相当于是从离太阳很远的地方发射出来。这样的爆发过去从未观测到但今后只要遇上就能观测并且追踪它发生的整个过程这对研究日地空间的天气效应构建模型预报太阳灾害事件等有很大帮助。

  同时嫦娥四号低频射电探测仪还能借助对太阳爆发的观测探测月球的电离层环境。平劲松说假如月球还有电离层它也会像地球电离层一样阻挡电磁信号但阻挡的频率更低。因为太阳的爆发是连续的我们可以计算出哪一段辐射频率被阻挡以此推算月球电离层的密度特性。

  搭载于鹊桥中继星上的低频射电探测仪将与嫦娥四号低频射电探测仪协同观测。因为处在地月拉格朗日L2点中继星上的探测仪可以探测研究太阳低频射电特征与地月空间低频射电环境;连续监测地球千米波辐射爆发探究其带来的空间扰动。还有望在行星际激波、日冕物质抛射与高能电子束的产生机理等方面取得原创性成果。

  除了观测太阳、地球、月球低频射电探测仪还有望观测到银河系中普遍存在的宇宙线电子揭示宇宙线的起源与传播过程同时探测银河系电离气体云的分布。在银河系之外射电星系的辐射往往来自中心大质量黑洞活动时产生的喷流。这些喷流逐渐冷却其辐射频率也逐渐降低因此低频观测还可能看到更古老的喷流从而加深对黑洞活动的认识。

  更激动人心的可能性是用低频射电探测仪观测探索宇宙大爆炸结束后的黑暗时代以及此后第一代恒星形成时的宇宙黎明。此前美国EDGES实验在78兆赫兹频段发现了一个相当强的吸收谱这有可能是宇宙黎明产生的但与标准理论模型相差很大因此引起很大争论。假如能在纯净的电磁环境中进行这种观测将有助于提升实验的精度。(付毅飞)

足球赛程 https://tiyutianxia.com/
上一篇:朝鲜高规格接待日本议员猪木 讨论“绑架问题”  
下一篇:替考或让他人替考入刑应慎重
  • 伊朗1名乞丐被逮捕时身上有众多货币
      中新网11月27日电 据外媒报道,2
    伊朗1名乞丐被逮捕时身上有众多货币
  • 国产操作系统博弈:难抓住用户 PC预装9成被删
    “比尔,我们共同控制了全球
    国产操作系统博弈:难抓住用户 PC预装9成被删
  • 两市高开沪指微涨0.08% 金融股小幅上扬
      中新网9月16日电 周二沪深两市双双
    两市高开沪指微涨0.08% 金融股小幅上扬
  • 议案审查委员会阜阳举行第二次会议
    1月7日
    议案审查委员会阜阳举行第二次会议
首页 | 新闻 | 财经 | 军事 | 百科 | 科技 | 数码