中大“天琴”再立新功！测出国内最准地月距离

仙仙

2020年全国两会期间，全国人大代表、中国科学院院士、中国空间引力波探测“天琴计划”首席科学家、中山大学校长罗俊接受采访时首次公布，中山大学“天琴计划”激光测距台站成功测得月球表面上五组反射镜的回波信号，测出国内最准的地月距离，精度达到国际先进水平。


“这意味着中国科学家攻克了地月激光测距技术，至此，中国成为世界上第三个成功测得全部五个反射镜的国家。”




首用激光精确测量地月距离

5月25日，记者在位于广东省珠海市凤凰山顶的“天琴计划”激光测距台站内看到，1.2米激光测距望远镜、工作温度在零下200多摄氏度的多通道超导单光子探测器、高重复频率脉冲固体激光器、激光测距精密光学系统等核心部件，组成了可以测出地月距离的精密仪器。




据罗俊介绍，天琴团队启动珠海测距台站建设项目后，于2019年6月首次测得地月距离，在随后的几个月里，团队测到了月面上所有的五面反射镜的回波信号，地月激光测距的技术稳定性和成熟性进一步得到确认。


“这是我国首次成功利用激光精确地测量地球距月球的距离，我国成为世界上第五个实现地月激光精确测量的国家。”天琴中心副主任叶贤基教授介绍，地月激光测距技术是一项综合技术，涵盖大型望远镜、脉冲激光器等多个学科领域。地月激光测距是目前人类历史上最远距离的激光测距实验，也是目前地月距离测量精度最高的技术手段。


为天琴卫星发射提供精确定位

“地月激光测距技术是天琴计划‘沿途下蛋’的成果之一。对月球基础科学研究、我国太空安全、空间碎片和深空目标探测、太空科学实验等多领域具有重大应用价值。”罗俊表示，长期的地月距离观测资料对于地月系统动力学、月球物理等基础研究具有重要的价值；在太空安全方面，地月激光测距技术可以“毫厘不差”地锁定空间碎片和深空目标，大幅提升空间安全；在空间科学方面，地月激光测距技术有助于打造“太空实验室”，推进我国空间科学发展。




天琴中心工程师韩西达介绍，地月激光测距技术将为未来发射的天琴卫星提供厘米级精度的精确定位，使天琴卫星能够精准进入指定轨道，这也是基于地球轨道的“天琴计划”进行空间引力波探测的优势之一。




据悉，上世纪60年代，美国和苏联就开始进行激光测月试验，但测量精度有限。随着登月的成功，美国、苏联先后在月球上放置了五个激光角反射器。我国于上世纪70年代起具备卫星激光测距能力，但技术水平不能进行地月距离的激光测距。2015年开始，中山大学“天琴计划”科研团队启动月球激光测距任务，并得到国家航天局和国家自然科学基金委应急项目的支持。（文、图/羊城晚报记者陈亮通讯员卢旖维吴立坚）