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未来的探月计划可能不只是探索月球。
基于NASA月球勘测轨道飞行器数据得到的月背图片
科学家们表示，一台新的射电望远镜可能会乘着NASA的新阿尔忒弥斯月球探测时代的东风，安装于在月球背面。他们希望有一天使用这种望远镜探测比新运行的韦布太空望远镜看得更远的宇宙。
那么月球背面建造的望远镜有什么好处呢？
加州斯坦福大学的物理学家史蒂 ·卡恩(Steven Kahn)解释道:“在月球背面放置射电望远镜的理由是为了观察较低的无线电频率，这些频率会被地球上的人类无线电传输严重污染。”
卡恩领导着近现代天 学和天体物理学“十年探索”的一个专家组（全名是“21世纪20年代天 学和天体物理学发现之路”），专注于太空电磁波观测。由科罗拉多大学博尔德分校的杰克·伯恩斯 (Jack Burns) 领导的一项名为FARSIDE的月球望远镜提案已被提交。作为一个潜在的“探测级”任务，这个任务会耗资10到20亿美元。自20世纪80年代以来，伯恩斯一直致力于在月球上建立射电望远镜的计划，但最终FARSIDE没有被这个“十年调查”选为推荐项目。
然而，一个名为“月球陨石坑射电望远镜”的全新理念正在接受评估。该项目由加州NASA喷气推进实验室的萨普塔什·班约帕德海伊 (Saptarshi Bandyopadhyay) 领导。
机器人技术专家班约帕德海伊提到:“我们希望在月球背面1.3公里宽的陨石坑中建造一个直径350米的射电望远镜。”(目前地球上最大的中国天眼FAST建立在一个天坑中，直径500米)
最初的计划是建造一个更大的望远镜，尺寸为1公里，但如果这样从地球发射仪器的总质量很大，如此大体量的仪器被证明不可能被发射上去。幸运的是，班约帕德海伊说:“当我们仔细研究后，我们意识到直径350米的望远镜足以让我们得到我们想要的科学数据。”
计划建造的尺寸一公里望远镜
他所说的科学数据正是回溯到一个遥远的时代——再电离时代。大爆炸后不久，没有恒星和星系，只有巨大的中性氢雾。这一时期被称为“宇宙的黑暗时代”。最终，氢开始结合并形成恒星和星系，照亮了宇宙也电离了中性氢。月背陨石坑射电望远镜希望看到的正是这个早期时代。
通常情况下，中性氢发射的无线电波的波长为21厘米，但宇宙膨胀将把黑暗时代氢发射的无线电波的波长延长到极其长的几十米。
在地球上探测这种长波长的电磁波是很困难的，部分原因是电离层（我们大气层的上层）会将这些波长的电磁波反射回太空，也有部分原因是地球上的无线电干扰会使其变得模糊。我们要做的是在月球背面建造一个巨大的射电望远镜，那里既没有电离层，月球本身又可以保护望远镜不受地球的干扰。
班约帕德海伊说：“近代天体物理学的‘十年调查’讨论了了解黑暗时代是什么样子的必要性。要做这类工作，就需要一个球面望远镜的测量，而这正是我们的提议。”
班约帕德海伊的计划是发射一艘宇宙飞船到月球背面一个合适的陨石坑。航天器将在陨石坑内着陆，然后向陨石坑边缘发射多根带锚的电缆，这些锚将安全地穿透月球风化层。然后电缆会拉紧，形成一个支撑金属 天线盘的框架，它会像折纸一样折叠到着陆器中，并随着电缆的拉紧而打开。天线将在天线盘上方部署，由于潮汐锁定，月球始终以一面朝向地球，彼时会有一个轨道上的航天器先提供一个信标信号，帮助校准望远镜，然后充当地球和月球间数据和指令的中转站。
至少，计划是这样的。月球陨石坑射电望远镜目前正处于NASA创新先进理念(NIAC) 发展计划的第二阶段，通过该计划，这个项目已经获得了50万美元的科研经费，以成熟发展必要的技术。但这与成功完成望远镜任务所需的数十亿美元预算相差甚远。
由于价格高昂，这台望远镜需要科学界的大力支持，才能在 “十年调查”中获得推荐。
月球陨石坑射电望远镜望远镜安装图解
班约帕德海伊说:“我们现在要做的是提出一个非常有力的理由，说明为什么应该这样做。”“所以希望当下一次“十年调查”到来时，我们已经投入了足够的时间和精力，如此他们才会推荐这项任务。”
然而，对FARSIDE不利的问题也可能对月球陨石坑射电望远镜不利。卡恩讲到：“具体些说，虽然此望远镜相关的科学研究很重要，但这个领域与别的领域的科学研究没有什么交集。”
他说：“考虑到它的关注的问题比较独特，它的位次很难能在2030年的（下一次）“十年调研”排到第一位。”
然而，可能还有另一种选择。卡恩（没有直接参与该项目）建议，考虑到月球陨石坑射电望远镜项目与美国宇航局在月球上进行更多探索的愿望相吻合，“有一些计划上的原因让我们想要更频繁地飞往月球，所以我们希望尝试利用这一点。”
这种方法体现在美国宇航局的商业月球有效载荷服务 (CLPS) 项目中，该项目将在未来三年内由私人承包商向月球交付50多个小型科学有效载荷。其中三个有效载荷将于2025年乘坐马萨诸塞州德雷珀航宇公司建造的月球着陆器前往直径312公里的薛定谔环形山，这是月球背面靠近月球南极的一个撞击盆地。
月球陨石坑射电望远镜艺术家想象图
位于阿拉巴马州亨茨维尔的NASA马歇尔太空飞行中心的行星科学家黛布拉·尼德姆解释道:“从科学的角度来看，月球背面是我们想要获取信息的最主要的地点之一。”
薛定谔环形山是一个有趣的目标，它被认为是月球上第二年轻的撞击盆地。这三个有效载荷分别被命名为“月球背面地震套件”(FSS)、“月球内部温度和材料套件” (LITMS) 和“月球表面电磁实验” (LuSEE)，用于研究陨石坑的形成和大小之间的关系以及月球内部结构。
尼德姆说：“形成薛定谔环形山的撞击是如此之大，乃至于我们认为它穿透了月球的上地壳、进入了地幔。探索月球对我们了解月球的大部分化学物质、内部和外部构成、如何形成、如何从最热的活泼的早期火山活动中冷却下来而言非常重要。”
例如，地震仪将监听由陨石撞击引起的月震，或由地球引力潮引起的月球内部张力引起的月震。当月震震动在月球内部产生回响时，FSS将探测到的信号可以告诉科学家关于月球内部的结构、成分和密度。
与此同时，LITMS实验装备了一个热流探测器，它将能够测量月球内部的温度，以进一步了解月球内部的细节。
尼德姆说到：“阿波罗探测期间的热探测器测量是在月球上一个未命名的高温区域进行的，附近有一种化学异常会散发热量，所以LITMS将是我们第一次在该区域之外进行测量。”
最后一个实验LuSEE将研究月球外层的尘埃。这是一层薄薄的气体和尘埃，附着在月球表面，并在微陨石撞击和静电力的作用下脱离地面。
这三个小型机器人实验将为进一步探索月球背面铺平道路。我们中国的玉兔2号月球车已于2019年1月3日在一个名为冯·卡门的火山口着陆，成为首个在月球背面着陆的航天器。毫无疑问，这三个航天器将会沿着玉兔的车轮印探索。
『天 湿刻』 牧夫出品
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这张从国际空间站（ISS）拍摄的银河系的延时照片也捕捉到了地球上的一次闪电，如此明亮，照亮了空间站的太阳能电池板。
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