「天琴」測出最精準地月距離,精確到釐米,但這只是捎帶的小成果

2020-12-13 科普大世界

月亮距離我們有多遠?很多朋友都知道是38萬公裡左右,其實這個數字是地月距離的大概平均值,遠的時候月亮會距離我們在40.5萬公裡以上,近的時候則只有36萬公裡多,遠近的差別在4萬公裡以上,而且由於月球一直圍繞地球運行,所以距離也在一直的變化中,很難測量出地月之間的精確距離。

不過近期有多家國內媒體報導,我國「天琴計劃」在地月距離的測量上取得新突破,「天琴計劃」本來是一個針對空間引力波的探測計劃,旨在通過引力波探測進行天文學、宇宙學及基礎物理前沿研究。但是該計劃涉及到了空間距離的精確測量技術,而且對該項技術的要求特別高,因此也催生了諸如地月距離測量這樣的科研成果。

天琴計劃」是由中科院院士、中山大學校長羅俊提出並主持的,他計劃於2035年前後在約10萬公裡高的地球軌道上,部署三顆引力波探測衛星構成邊長約為17萬公裡的等邊三角形編隊,建成空間引力波探測天文臺,以此開展以引力波探測為主的空間基礎科學前沿研究,首顆衛星天琴一號已經於一年前成功發射,目前正在太空中正常運行。

從2015年開始,「天琴計劃」科研團隊就啟動了地月雷射測距任務,該技術涵蓋了大型望遠鏡、脈衝雷射器、單光子探測、自動控制、空間軌道等多個學科領域。該計劃技術負責人葉賢基介紹,通過與中國科學院雲南天文臺合作,升級昆明的衛星雷射測距系統,於2018年1月22日首次測出了地月的實際距離。

之後「天琴」團隊又啟動珠海測距臺站建設項目,於2019年6月首次測得地月距離,在隨後的幾個月裡,該團隊測到了月面上所有的五面反射鏡的回波信號,測出國內最準的地月距離,精度達到國際先進水平,該技術的穩定性和成熟性進一步得到確認。

羅俊對記者表示稱「這意味著中國科學家攻克了地月雷射測距技術,至此,中國成為世界上第三個成功測得全部五個反射鏡(1969年以來人類放置在月球上的5面雷射反射鏡,如果在地球上向其發射雷射波束,可以接收到其回波)的國家。」

(不知為何,媒體並未給出天琴團隊測量的具體地月距離數據,目前已知月球與地球的近地點距離約363300千米,遠地點距離約405493千米,平均距離約384400千米)

↑地月之間的平均距離可以放下八大行星。

不過以天琴計劃所具備的測量技術,地月之間的距離要比千米級精確得多,而且地域距離測量,其實只是天琴計劃技術項目中捎帶實現的一項小技術小成果,據天琴中心的韓西達工程師介紹,地月雷射測距技術也是對將來天琴計劃雷射測距任務的鍛鍊,它將為未來發射的天琴衛星提供釐米級精度的定位,在天琴引力波測量衛星進入軌道之後,該技術還要使天琴衛星達到毫米級的精準定位,使得三顆天琴衛星保持全同步運行,距離毫釐不差,以追求引力波測量的更高精確度。

想一想,太空中三顆距離相隔達17萬公裡的衛星,相互間的距離精確到毫米,而且運行時該距離還會分毫不差,這該是多麼逆天的定位技術!如果實現如此精確的太空飛行器入軌定位,那麼屆時我國的這項技術或將堪稱世界第一。

參考資料:

《澎湃新聞》5月26日文章《厲害了!「天琴計劃」又立新功,測出國內最準地月距離》

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