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创新正当时 | 盯住小行星!中国复眼构建世界上探测距离最远雷达
2022年12月27日 11:34 来源:中新网重庆

  中新网重庆新闻12月27日电(李臻 刘恋 张骏凯 陈善培)眼下,2022明月湖国际创新创业大赛正在火热进行中,创新、创业两大关键词再次在明月湖畔激荡活力。从今天开始,特别策划——“创新正当时”,探访重庆的科研院所、科技企业,寻找创新、创业、创造的年轻力量。

  两亿年前的白垩纪,恐龙为何会短时间灭绝?一种假说提出,行星撞地球,是罪魁祸首。假说归假说,但小行星对地球的威胁,属实存在。十多年前,包括我国在内的一些国家就着手论证和建设“近地小行星防御系统”。其中最重要的一环,就是探测预警。盯住小行星,也是北京理工大学重庆创新中心“中国复眼”项目的主要任务。

  2022年10月22日,两江新区明月山。“中国复眼”一期项目的设备安装现场。四部16米口径雷达,将很快矗立在此,遥望太空。

  如果说,“中国复眼”是一幅宏大蓝图,那么,明月山上这四部雷达,就是蓝图的草稿。

  “它主要的功能,是验证我们整个‘大系统’的分布式工作体制,为我们大科学装置的建设,做一个前期的技术储备。”北京理工大学重庆创新中心副研究员向寅介绍。

  “中国复眼”,学名超大分布孔径雷达高分辨率深空域主动观测设施。与大名鼎鼎的“中国天眼”相比,它有两大独特之处。

  其一是“分布”。在构型上,“中国天眼”是一个500米口径的大天线,形似一只大眼睛。“中国复眼”则是由多部雷达分部排列,共同组成的超大雷达,形似昆虫的复眼。

  “由于地球重力的影响,我们很难在物理上实现一个可以全动式的数百米口径的系统。所以,我们希望能够把物理上基本上不可实现的大雷达,去拆成若干个相对来说较小的雷达。每个小雷达可以灵活转动,实现±75°的巡天角度,实现类比于相机广角观测的效果。”

  “主动”是另一个在功能上的不同之处。“中国天眼”是射电天文望远镜,主要接收星体发射出来的信号,它本身并不发射电磁波,只是被动接收来自宇宙深空的无线电信号。“中国复眼”则依靠自己发射的电磁波探测小行星,并用接收到的回波进行三维成像。

  “像近地小行星或者类地行星,本身不主动向外辐射光能、或者电磁波能量。因此,必须通过主动探测照射的方式,获取经过目标反射得到信息。”向寅说,“就好比我们在伸手不见五指的黑夜,通过手电筒打出一束波束,可以照亮我们的目标,进而被我们观测到。”

  简单来说,“中国天眼”是个“远视眼”,观测宇宙中最极端的天体或事件。“中国复眼”则主要用来“看近处”,为可能对地球产生威胁的小行星进行“照相”。

  对于我国正着手组建的“近地小行星防御系统”而言,“中国复眼”的观测将提供重要技术依据。

  “一方面是预警,第二方面可以通过主动处置干涉的方式,使小行星偏离它的预定轨道,从而和地球的轨道错开。”向寅介绍,主动处置有三个要点:一要撞得重、第二要推得动、第三要评得出。这意味着我们对小行星的轨道,要有精确的测量;对撞击之后的小行星的轨道变化、甚至是撞击的残片的分布方式,要有精确观测能力。

  “地基雷达系统能够在这三个方面,都能起到重要的作用。”

  明月山上的4部雷达仅仅是“中国复眼”的一期工程,落子重庆云阳县的二期工程也即将启动,25到36部高分辨率分布式雷达建成后,将完成深空雷达探测与成像的演示验证。在此基础上,第三期工程,则计划形成一个由400多台雷达组成的大科学装置,预期作用距离将达到1.5亿公里。

  “复眼二期完工之后,观测距离是能实现对地球潜在威胁小行星750万公里的探测距离,大约是目前金石雷达系统探测距离的两倍。”向寅表示,“到三期建成之后,将建成世界上观测能力最远的地基深空雷达系统,实现我国在该领域50年的领先。”

  “中国复眼”,蕴含着“中国复兴之眼”的深意,更是人类望向深空的又一只巨眼。而它,不仅是抬头仰望,更是用实际行动,为保护地球和人类安全,贡献中国力量。

值班编辑:杨梦逸

【编辑:黄维正】