我国实现更精准太空丈量 成功探测月球新一代激光反射镜回波信号

2025-08-19 10:03:32 来源:北青网
        【每日科技网】
我国实现更精准太空丈量 成功探测月球新一代激光反射镜回波信号

  在人类探索宇宙的征程中,精准丈量太空、破解未知奥秘始终是核心目标。近日,中国科学家在这一领域取得重大突破 —— 利用激光技术在 38 万公里外的月球上,成功 “锁定” 直径仅 10 厘米的新一代激光反射镜 NGLR-1.并接收到其反射的激光信号,标志着我国在高精度地月测距领域跻身世界前列。

  跨越 38 万公里的 “精准定位”:技术突破与国际地位

  8 月 13 日凌晨,中山大学天琴测距台站的科研团队启动激光发射装置,将光束精准瞄准月球表面的 NGLR-1 反射镜。经过数小时的持续观测,团队成功捕获数十组清晰的激光回波信号。这一成果使中国成为继法国、德国、美国之后,全球第四个完成该类型测量的国家,彰显了我国在深空探测技术领域的硬核实力。

  月球激光测距的原理,是通过地面观测站向月面角反射器发射激光脉冲,精确记录脉冲往返传播时间,进而计算地月距离。作为 “宇宙参照物”,角反射器的性能直接决定测量精度。与上世纪 70 年代多国使用的 “多单元拼接式” 反射器不同,新一代 NGLR-1 是孔径 10 厘米的实心单体结构:虽然反射截面积更小、回波信号更弱,观测难度呈指数级提升,但受月球周期性摆动的影响更小,能提供远超前代的测量精度,为基础科学研究提供更可靠的数据支撑。

  堪比 “航母找沙” 的技术挑战:从信号发射到接收的全链条突破

  此次探测的难度堪称 “史诗级”。地月平均距离约 38 万公里,要在如此遥远的距离外定位一个直径仅 10 厘米的目标,其难度相当于在一艘航母的甲板上,精准找到一粒细沙。不仅如此,激光穿越地球大气层时会被大幅衰减,发射的上千亿个光子中,最终能返回地面的可能仅有个位数,且信号极易被宇宙背景噪声淹没。

  科研团队通过三大技术突破攻克难关:一是高精度瞄准系统,确保激光束在 38 万公里传输后仍能聚焦于反射镜;二是超灵敏单光子探测器,可从复杂噪声中精准识别微弱回波信号;三是数据校准算法,消除大气扰动、地球自转等因素对测量的影响,最终实现了对 NGLR-1 的稳定探测。

  服务 “天琴计划”:为基础科学研究与深空探测奠基

  此次成果是我国 “天琴计划” 的重要进展。作为一项空间引力波探测计划,“天琴计划” 需要高精度的地月测距数据支撑,以研究引力理论、地月系统演化等基础科学问题。未来,科研团队将持续收集 NGLR-1 的回波数据,积累长期观测成果,为检验广义相对论、解析月球内部结构、预测地月轨道变化等提供关键依据。

  更深远的意义在于,这项技术为我国未来的深空探测奠定了基础。高精度激光测距技术可延伸应用于火星、小行星等更远天体的测量,助力我国在太空引力波探测、宇宙学研究等前沿领域实现突破,推动人类对宇宙的认知向更深层次迈进。

  从 “找到月球上的小镜子” 到精准捕捉回波信号,这项成果不仅是一次技术突破,更是我国在基础科学研究领域持续发力的缩影,为人类探索宇宙的共同事业贡献了 “中国智慧”。

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