嫦娥七號+鵲橋二號:我國打造全球首個月球軌道「愛神」系統

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快科技9月2日消息,我國科研團隊成功構建了國際上首個月球軌道VLBI(甚長基線干涉測量)系統,並在月-地長基線上成功檢測到天體射電輻射與太空飛行器信號的干涉條紋。

這是第一個由一個國家獨立完成的空間VLBI系統,也是世界上第四個運行的空間VLBI項目,還是中國月球探測工程嫦娥七號的一個科學組成部分。

目前,系統所有在軌設備運行狀態良好,性能指標全面滿足設計要求,為超高解析度射電天文學和精確太空飛行器跟蹤開闢了新的可能性。

有趣的是,該系統英文名「Lunar Orbital VLBI EXperiment」,縮寫為「LOVEX」,因此它還有個浪漫的外號——「愛神」。

LOVEX充分利用嫦娥七號、鵲橋二號中繼星平台及其相關設備,包括4.2米口徑X波段天線、固存和S/Ka波段通信系統等,並在鵲橋二號搭載VLBI專用設備,建立了國際上首個月球軌道VLBI系統。

鵲橋二號中繼星於2024年3月20日發射,並成功進入橢圓環月軌道,目前運行於近月點300公里、遠月點16萬公里的穩定軌道。VLBI設備經過單機測試,各項指標滿足要求。

嫦娥七號預計2026年前後發射。

LOVEX與地面VLBI台站聯合觀測,構成的月地基線空間VLBI網,具有38萬千米超長基線、超高空間解析度,可開展深空探測器精密測定軌和具有重大科學意義的天文觀測研究。

在所有空間VLBI系統中,它的觀測帶寬最寬(512MHz),數據速率最高(2Gbps),並第一次將高精度被動氫原子鐘用於SVLBI,而且工作在X波段(深空通信頻段),首次實現了空間-地球基線上對深空探測器的VLBI測量試驗。

VLBI專用載荷設備包括X波段低溫接收機及制冷機控制單元(如圖a,c,d)、被動氫原子鐘(b)、變頻和數據採集後端(f)、VLBI饋源、波束波段及電纜組件等。

LOVEX首次VLBI實驗觀測天體為類星體AO 0235+164,是已知明亮的耀變體,具有強烈的射電輻射和極端亮溫度,位於月球軌道平面附近,月地投影基線變化較大,是驗證LOVEX探測極限的理想目標。

LOVEX聯合上海天馬、昆明、南山等地面望遠鏡,2024年10月18日首次在0.37倍地球直徑的投影基線上探測到該源的干涉條紋。

2025年1月23日,在5.5倍地球直徑基線上實現512MHz全帶寬觀測,數據質量顯著提升。這些結果驗證了LOVEX具有探測亞毫角秒尺度結構的能力。

LOVEX還成功應用於深空探測領域,對地月L2點的嫦娥六號軌道器進行了精密定軌,展示了該系統在前沿天文研究與我國深空探測能力的雙重價值。


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