2日11時6分,亞洲最大的65米口徑射電望遠鏡——“天馬望遠鏡”開始正式捕捉嫦娥三號月球探測器。
中國科學院上海天文臺臺長、嫦娥三號VLBI測軌分系統總指揮洪曉瑜表示,在接下來的三個月時間裏,位於上海佘山腳下的“天馬望遠鏡”將與北京密雲、雲南昆明、新疆烏魯木齊等5台望遠鏡合作,為“嫦娥”探月測軌、著陸器“落”月以及“玉兔號”月球車定位進行精密測量。
VLBI(甚長基線干涉測量)是當今天文觀測領域分辨能力最高的一種手段。它的神奇之處在於,雖然單個射電望遠鏡的口徑最多不超過100米,但是,當單個射電望遠鏡與東西南北不同方位的同類望遠鏡聯網,其口徑將相當於各方位望遠鏡間的地理跨度。因此,當上海等4座城市的射電望遠鏡“聯手”,就會形成一個口徑達3000多公里的“深空之眼”,其測量精度和測量解析度等效于一台“巨無霸”望遠鏡。
“深空之眼”如何為嫦娥“引路”?洪曉瑜介紹,射電望遠鏡可以通過接收來自嫦娥“三姑娘”發射的射電信號,精準測量她的方位角並構建“天體參考架”,再結合USB測距、測速數據處理結果,大幅提高嫦娥“落月”探測的定軌精度,為“玉兔號”月球車的勘察定位“保駕護航”。
嫦娥三號VLBI測軌分系統總師鄭為民說,與嫦娥一、二號探月工程相比,VLBI技術在嫦娥三號探月過程中承擔了許多新的任務。主要包括:其一,工作任務更艱巨。除了為嫦娥“繞月”測軌外,“深空之眼”還需引導“三姑娘”落月、“玉兔”巡月。其二,三維定位更準確,在“嫦娥”穩定著陸之後,“深空之眼”可迅速告之著陸器和“玉兔”所處於的精準位置。其三,提供數據時間速度更快。VLBI中心向北京航太控制中心準實時提供測量數據的滯後時間由原來的10分鐘縮短為1分鐘。其四,測量精度更精確。“深空之眼”的觀測波段將由之前的S波段升級為能量更高的X波段。在地月轉移軌道,它們還將交叉觀測“嫦娥”與上百億光年外的星系射電源。其五,測量技術更複雜。此次探月,新增加了相對差分單向測距和同波束觀測技術,“深空之眼”不僅可以接收到“嫦娥”的信號,還可以接收到“玉兔”的信號,這樣兩個天線之間的基線靈敏度會大幅提高。
據了解,“天馬望遠鏡”去年10月建成,可以觀測到百億光年外的天體,綜合能力排名亞太第一、世界第四,今年“天馬望遠鏡”首次加入為探月服務的測軌網。從嫦娥“三姑娘”發射升空到現在,上海天文臺VLBI深空測控指揮中心的50多名工作人員一直都堅守在操作臺,以確保“嫦娥”始終處於正軌。
