位于中山大學珠海校區(qū)鳳凰山頂的天琴計劃激光測距臺站。
中新網廣州5月26日電(許青青 姬東)據中山大學天琴中心26日介紹，中國空間引力波探測“天琴計劃”激光測距臺站日前成功測得了月球表面上五組反射鏡的回波信號，測出國內最準的地月距離，且精度達到國際先進水平。這意味著中國科學家攻克了地月激光測距技術，至此，中國成為世界上第三個成功測得全部五個反射鏡的國家。
天琴計劃激光測距臺站內位于中山大學珠海校區(qū)鳳凰山頂。25日，記者探訪該臺站內看到，一個口徑為1.2米的反射式望遠鏡、一個工作溫度在零下200多攝氏度的多通道超導單光子探測器、一個高重頻短脈沖固體激光器、一個激光測距精密光學系統等核心部件，組成了可以測出地月距離的科技“利器”。
天琴計劃激光測距臺站內的1.2m激光測距望遠鏡?！?/p>
天琴中心副主任、該項技術負責人葉賢基教授介紹，地月距離在38萬公里左右，地月激光測距基本原理就是從地面測距臺站的望遠鏡上，將高度同向性脈沖激光束射向放置在月球表面的反射鏡，反射鏡發(fā)射該激光信號再通過地面臺站的望遠鏡接收，通過發(fā)送、接收時間差計算出地月之間的距離，地月激光測距是目前人類歷史上最遠距離的激光測距實驗，也是目前地月距離測量精度最高的技術手段。
天琴中心工程師韓西達介紹，地月激光測距技術將為未來發(fā)射的天琴衛(wèi)星提供厘米級精度的精確定位，使天琴衛(wèi)星能夠精準進入指定軌道，這也是基于地球軌道的“天琴計劃”進行空間引力波探測的優(yōu)勢之一?；谔栜壍赖目臻g引力波探測方案，因為其衛(wèi)星距離地球超過5000萬公里，基本不太可能利用激光來進行定位。
據了解，中國于上世紀70年代起就具備衛(wèi)星激光測距能力，但技術水平仍不能進行地月距離的激光測距。2015年開始，中山大學“天琴計劃”科研團隊啟動月球激光測距任務，并得到國家航天局和國家自然科學基金委應急項目的支持。
地月激光測距技術是一項綜合技術，它涵蓋大型望遠鏡、脈沖激光器、單光子探測、自動控制、空間軌道等多個學科領域。葉賢基介紹，通過與中國科學院云南天文臺合作，升級昆明的衛(wèi)星激光測距系統，于2018年1月22日首次測出地月距離。這是中國人首次成功利用激光精確地測量地球距月球的距離，也使我國成為世界上第五個實現地月激光精確測量的國家。
隨后，“天琴計劃”科研團隊啟動珠海測距臺站建設項目，于2019年6月首次測得地月距離，在隨后的幾個月里，團隊測到了月面上所有的五面反射鏡的回波信號，地月激光測距的技術穩(wěn)定性和成熟性進一步得到確認。
中國科學院院士、“天琴計劃”首席科學家羅俊表示：地月激光測距技術是天琴計劃“沿途下蛋”的成果之一。它除了是天琴計劃的關鍵技術之外，其本身對月球基礎科學研究、我國太空安全、空間碎片和深空目標探測、太空科學實驗等多領域具有重大應用價值。“比如，長期的地月距離觀測資料對于地月系統動力學、月球物理等基礎研究具有重要的價值。太空安全方面，地月激光測距枝術可以‘毫厘不差’地鎖定空間碎片和深空目標，大幅提升空間安全。又比如，空間科學方面，地月/星激光測距技術有助于打造‘太空實驗室’，推進我國空間科學發(fā)展。”
上世紀60年代，在實施登月計劃之前，美國和蘇聯就開始進行激光測月試驗，但測量精度有限。隨著登月的成功，美國、蘇聯先后在月球上放置了五個激光角反射器。從此，地月激光測距成為最精準的地月距離測量手段。(完)
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