兩台新望遠鏡將為中國探月工程提供保障

近日，中國科學院上海天文臺長白山40米口徑射電望遠鏡在吉林長白山正式啟動建設。無獨有偶，9月中旬，在距此地直線距離約3800公里的西藏日喀則，中國科學院上海天文臺日喀則40米口徑射電望遠鏡也開始了建設。據了解，這兩個望遠鏡建設完成後，將進一步提升中國現有甚長基線干涉測量（VLBI）網的構型和觀測能力，同位於新疆烏魯木齊、雲南昆明、上海天馬山與佘山觀測臺站的望遠鏡一道“凝望”太空，為中國的探月工程作出貢獻。

探月工程為何需要望遠鏡的保障？這得從VLBI技術説起。“VLBI是一項射電干涉測量技術，可以用於獲取宇宙天體的精細射電圖像和精確位置，並對深空探測器進行高精度定軌、定位。”中國科學院上海天文臺射電天文科學與技術研究室主任、研究員鄭為民告訴記者。

在太空中，科研人員需要確定深空探測器在宇宙中的距離和方向。常規的測距測速技術，只能直接測定目標探測器的視向距離與速度，而VLBI技術則可以用於測量目標探測器的橫向角位置，並將來自不同天文望遠鏡的觀測信號進行聯合處理。“通俗來説，這就相當於將多臺望遠鏡組成一台口徑巨大的‘虛擬望遠鏡’。”鄭為民介紹，這臺“虛擬望遠鏡”的最大口徑，就是望遠鏡之間最長距離。

這就是為何需要在日喀則與長白山兩地分別建設望遠鏡的原因。中國境內原有的望遠鏡基線最大距離為從上海到烏魯木齊的約3200公里；這兩個望遠鏡建成後，中國境內新的基線最大距離將為長白山到日喀則的約3800公里，可使最大角解析度提升18%。

與此同時，相比上海天馬望遠鏡，長白山40米射電望遠鏡更靠近中國版圖東側，其經度位置比天馬望遠鏡向東增加了6.6度。這意味著它可以比天馬望遠鏡早26分鐘捕獲到深空目標。

從實際應用層面看，這兩台新望遠鏡的加入，將使中國擁有“雙子網、雙目標”能力。鄭為民介紹，通常確定月球與深空探測器的精確角位置，至少需要三台望遠鏡同時工作。“隨著探月工程的深入實施，需要我們同時跟蹤不同天區的多個目標。兩台望遠鏡加入後，中國就擁有了‘六站一中心’的VLBI觀測網，可同時觀察不同天區的兩個目標，使觀測效率提高一倍，能更好地服務中國月球與深空探測器VLBI測定軌工作。”

在選址方面，中國科學院長春分院院長甘建國告訴記者，該院科研人員綜合考慮了服務探月工程測定軌任務的觀測網構型的合理性、望遠鏡運行保障難度、建設施工難度、無線電環境、氣候條件等多個方面的影響，協調長白山地區涉及的火山與地震探測、林地使用及稅收減免等系列複雜情況，經過多次現場勘察和仔細研判，才最終確定在吉林長白山的馬鞍山林場內建設射電望遠鏡。

據介紹，長白山40米射電望遠鏡是一架全實面、全可動、高精度、多用途的地平式射電望遠鏡，天線系統採用全實面面板，單塊面板面型精度好于80微米；採用整體保溫技術，主反射體背架用保溫材料包裹，可確保望遠鏡在東北的嚴寒環境中正常運行。（王春 楊侖）