第一台放在月球背面的電波望遠鏡,進入最後組裝階段
在電波望遠鏡幫忙下,我們發現脈衝星、類星體、電波星系、星際分子、大爆炸微波輻射等宇宙事物,而為避免被地球產生的電波噪音過度干擾,天文學家正推出能放在月球背面的電波太空望遠鏡。
布魯克黑文國家實驗室團隊表示,全球第一台月球電波望遠鏡「月球表面電磁學實驗(Lunar Surface Electromagnetics Experiment-Night,LuSEE-Night)」,目前已進入最後組裝階段,任務目標是證明將電波望遠鏡放在月球背面也能確實運行,將有意義科學數據送回地球。
月球背面環境相當嚴苛,溫度介於 -173~137 ℃,沒有大氣層阻擋宇宙射線,且一個月球日相當於地球 28 天,很少有任務能在月球背面生存超過一個月球日。
但這種惡劣條件能換來「乾淨的」天文觀測環境。在地球上,電波望遠鏡容易受到來自廣播、衛星、手機、微波爐烤箱、閃電、電離層反射、天線上的鳥糞等各種無線電波雜訊影響,但若放置在月球背面,周遭電波干擾就減少許多。
團隊指出,LuSEE-Night 設計用來監測 0.1~50 MHz 範圍內的低頻電波訊號,科學儀器核心為無線電光譜儀,能將望遠鏡天線收集的原始無線電訊號轉成光譜進行科學分析,還可以記錄中性氫發出的 21 公分電波輻射,對解開宇宙黑暗時代祕密至關重要。
▲ LuSEE-Night 望遠鏡設計。(Source:布魯克黑文國家實驗室)
此外,LuSEE-Night 重量需小於 128 公斤才能安裝在著陸器上,且望遠鏡由太陽能電池板供電,因此 LuSEE-Night 設計需能最大程度利用每瓦電源,第一步是確定電池大小,最終研究人員為 LuSEE-Night 配備約 50 公斤的電池。
管理 LuSEE-Night 能源消耗與溫度是後續更大挑戰,科學家無法衡量望遠鏡在月球夜晚會損失多少熱量,不確定望遠鏡在長達 14 天的寒冷月球夜晚是否會結凍,因此團隊還設計能將熱量轉移至面向寒冷太空的散熱器,並加入一組熱開關,發揮類似恆溫器的效果。
做為螢火蟲航太(Firefly Aerospace)藍色幽靈 2 號(Blue Ghost 2)月球著陸器一部分,LuSEE-Night 預計今年底或明年初發射,如順利運作,科學家預計 LuSEE-Night 能工作長達 18 個月。
World's first lunar radio telescope readies for far side mission
Scientists and Engineers Craft Radio Telescope Bound for the Moon
(首圖來源:布魯克黑文國家實驗室)
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