迄今為止，人類仍然在使用短波和中波進(jìn)行通信，這要?dú)w功于地球空間存在的比較濃密的電離層對(duì)這些波段人造電磁波的反射，使得電磁波無法逃出地球范圍。
然而，就像一枚硬幣總有正反兩面，來自地球以外的中波和短波波段的電磁輻射也無法透過地球的電離層到達(dá)地面。“地球電離層在保護(hù)生物圈和為人類提供通信便利的同時(shí)，也關(guān)閉了這個(gè)波段天文觀測(cè)的窗口。”中國科學(xué)院國家天文臺(tái)研究員平勁松說。
因此，為了打開最后一扇還未被實(shí)質(zhì)探測(cè)過的射電天文頻譜窗戶，來自包括中國和荷蘭在內(nèi)的射電天文學(xué)家，自上世紀(jì)90年代就在論證突破這一限制，探索到外太空開展低頻射電天文觀測(cè)的可能途徑。
“實(shí)際上，除了躲開地球電離層的屏蔽，我們還需要躲開來自人造衛(wèi)星的低頻無線電輻射噪聲，并進(jìn)一步通過月球的遮擋躲開來自太陽的輻射。”平勁松說，這樣，科學(xué)家才有機(jī)會(huì)更好地在這個(gè)波段看見來自太陽系以外天體的低頻射電輻射，逐步解決一些重大的科學(xué)問題。
因此，嫦娥四號(hào)月球著陸探測(cè)為科學(xué)家提供了在月球背面和月球空間開展低頻射電天文的絕佳的起步機(jī)會(huì)。
在此次任務(wù)中，中國與荷蘭聯(lián)合團(tuán)隊(duì)選擇了在月球空間的地-月拉格朗日平動(dòng)點(diǎn)L2區(qū)域借助鵲橋通信衛(wèi)星的平臺(tái)，遠(yuǎn)離來自地球空間的干擾，采用3個(gè)5米長(zhǎng)的相互垂直的線狀天線，組合起來可以在0.1-65MHz這一很大的頻率范圍開展低頻射電天文觀測(cè)。
這臺(tái)名為中-荷低頻射電探測(cè)儀的載荷是一個(gè)類似“探路者”的計(jì)劃，它將探索月球背面和月球軌道空間低頻射電背景輻射環(huán)境發(fā)布特征和變化規(guī)律，填補(bǔ)國際空白。
利用這個(gè)載荷，科學(xué)家有望在行星際激波、日冕物質(zhì)拋射和高能電子束的產(chǎn)生機(jī)理等方面取得原創(chuàng)性的成果，并對(duì)地球的千米波輻射爆發(fā)進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)測(cè)。這些監(jiān)測(cè)結(jié)果也將對(duì)其他恒星系統(tǒng)的行星射電輻射觀測(cè)提供幫助。
2015年10月，中荷雙方簽署了探索與和平利用外層空間備忘錄，為促成了此次合作掃平了政策上的阻力和障礙。在這一框架下，低頻射電合作項(xiàng)目被兩國航天局納入了嫦娥四號(hào)月球探測(cè)工程。
經(jīng)過合作團(tuán)隊(duì)兩年多艱苦卓絕的努力，最終研制成功的載荷飛行正樣件終于順利交付給中方與衛(wèi)星集成測(cè)試，并隨嫦娥四號(hào)發(fā)射升空。平勁松說，荷蘭團(tuán)隊(duì)在研制工作的最后幾個(gè)月，也習(xí)慣了‘5+2’、‘白加黑’的中國航天業(yè)務(wù)工作模式，令中方也十分感動(dòng)。
“射電天文學(xué)最后的一扇窗戶已經(jīng)在打開，我們期待在后續(xù)載荷加電開機(jī)之后，能取得滿意的科學(xué)與技術(shù)成果，期待這一合作可以走得更久遠(yuǎn)，把絲綢之路鋪到地月空間，延申到遙遠(yuǎn)的深空。”平勁松說。
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