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超长基线、超高空间分辨率 我国探月“爱神”LOVEX新进展

IP属地 中国·北京 编辑:冯璃月 环球网资讯 时间:2025-09-02 10:11:28

央视新闻客户端

记者今天(9月1日)从中国科学院上海天文台获悉,我国科研团队已成功构建国际上首个月球轨道VLBI(甚长基线干涉测量)系统,并于近期在月-地长基线上成功检测到天体射电辐射与航天器信号的干涉条纹。该系统所有在轨设备运行状态良好,性能指标全面满足设计要求,为超高分辨率射电天文学和精确航天器跟踪开辟了新的可能性。相关成果近日在学术期刊《中国科学:物理学 力学 天文学》英文版在线发表。

中国科学院上海天文台科研人员牵头负责的月球轨道VLBI试验系统(LOVEX,Lunar Orbital VLBI EXperiment)是中国月球探测工程嫦娥七号的一个科学组成部分。

LOVEX充分利用嫦娥七号鹊桥二号中继星平台及其相关设备(包括4.2米口径X波段天线、固存和S/Ka波段通信系统等),并在鹊桥二号搭载VLBI专用设备,建立了国际上首个月球轨道VLBI系统。LOVEX与地面VLBI台站联合观测,构成的月地基线空间VLBI网,具有38万千米超长基线、超高空间分辨率,可开展深空探测器精密测定和具有重大科学意义的天文观测研究。

VLBI专用载荷设备由上海天文台牵头负责,联合国内多家航天电子技术单位共同完成研制。主要设备包括X波段低温接收机及制冷机控制单元(如下图a,c,d)、被动氢原子钟(b)、变频和数据采集后端(f)、VLBI馈源、波束波段及电缆组件等。鹊桥二号中继星于2024年3月20日发射,并成功进入椭圆环月轨道,目前运行于近月点300公里、远月点16万公里的稳定轨道。VLBI设备经过单机测试,各项指标满足要求。



△主要的VLBI专用载荷设备

LOVEX首次VLBI实验观测天体为类星体AO 0235+164,该目标源是已知明亮的耀变体,具有强烈的射电辐射和极端亮温度,位于月球轨道平面附近,月地投影基线变化较大,是验证LOVEX探测极限的理想目标。

LOVEX联合上海天马、昆明、南山等地面望远镜于2024年10月18日首次在0.37倍地球直径的投影基线上探测到该源的干涉条纹。2025年1月23日,在5.5倍地球直径基线上实现512MHz全带宽观测,数据质量显著提升,这些结果验证了LOVEX具有探测亚毫角秒尺度结构的能力。

LOVEX还成功应用于深空探测领域,对地L2点的嫦娥六号轨道器进行了精密定轨,展示了该系统在前沿天文研究与我国深空探测能力的双重价值,体现了我国在空间科学仪器研发和天文观测技术的创新能力。

LOVEX是第一个由一个国家独立完成的空间VLBI系统。LOVEX成功检测到天体射电辐射和航天器信号在月-地基线的干涉条纹,显示了该系统各项设备运行正常,各项性能和指标满足要求,整个系统是成功的。为超高分辨率射电天文学和精确航天器跟踪开辟了新的可能性。

LOVEX是世界上第四个运行的空间VLBI项目。LOVEX具有以下创新特点:

最长的干涉基线,达到约38万千米;

在所有空间VLBI系统中,观测带宽最宽(512MHz),数据速率最高(2Gbps);

工作在X波段(深空通信频段),实现了空间-地球基线上首次对深空探测器的VLBI测量试验;

在太空任务环境中首次实现对原始VLBI数据的机载存储;

第一次将高精度被动氢原子钟用于SVLBI。


随着数据收集的继续和科学分析的进展,LOVEX有望提供对天文环境的深入了解,并为未来深空探测能力的提升作出更大贡献。

(总台央视记者 帅俊全 褚尔嘉)

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