為什麼取名叫“中國複眼”?它與“中國天眼”有什麼不同?為什麼“中國複眼”二期項目選址重慶雲陽,建成後它究竟有多厲害……2月14日,由北京理工大學牽頭建設的“中國複眼”二期——大規模分佈孔徑深空探測雷達項目在重慶雲陽中洲島開工建設,重慶日報記者就相關問題採訪了北京理工大學教授曾濤,對“中國複眼”進行揭秘。
為什麼叫“中國複眼”
多部雷達單元協同觀測形似昆蟲複眼
“中國複眼”,專業名稱為大規模分佈孔徑深空探測雷達,是由多部雷達單元、同步分發鏈路和智能控算等子系統組成。其中,每部雷達單元擁有獨立的天線孔徑、發射機、接收機,而所有雷達單元又通過同步分發鏈路相連,實現協同觀測,形成世界上探測距離最遠的雷達。“因形似昆蟲複眼,所以我們把它形象地叫作‘中國複眼’。”曾濤説。
他&&,地球處在小行星包圍的“密網”之中,小行星對地球生命進程具有重大影響,比如,6500萬年前小行星撞擊地球曾導致恐龍滅絕。
近年來,小行星與地球碰撞的風險得到社會廣泛關注。曾濤介紹,我國高度重視小行星撞擊應對問題,將發射航天器主動撞擊一顆小行星,改變其軌道,以驗證小行星撞擊防禦的關鍵技術。要完成這一任務,亟需提升小行星監測預警關鍵能力。像“中國複眼”這樣的行星雷達就是小行星觀測的重要地基手段。
與“中國天眼”有何不同
自發自收電磁波可以看到小行星
傳統行星雷達採用集中式雷達體制,利用大孔徑天線實現遠距離觀測,雷達天線口徑和發射功率均存在物理極限。全球僅有兩部行星雷達系統,分別是美國阿雷西博雷達(雷達口徑305米,已損毀)和美國金石雷達(雷達口徑70米)。
北京理工大學研究團隊創新提出了大規模分佈孔徑深空探測雷達新體制,通過多部雷達單元同步發射電磁波,聚焦於千萬公里外的小行星上,並接收天體反射波實現小行星測量,可以極大提升探測距離,並通過智能信息處理方法,測量小行星的三維形貌。
很多人都會問,這跟“中國天眼”——射電天文望遠鏡FAST有什麼不同?
曾濤回答説,首先,“中國天眼”是一個500米口徑的大天線,“中國複眼”從構型上就不同;其次,“中國天眼”主要是接收天體發射出來的信號,自身並不發射電磁波。小行星自身幾乎不發射電磁波,因此,“中國天眼”並不是用來觀測小行星的。“中國複眼”主動發射電磁波,並接收小行星反射回來的電磁波,有可能看到小行星的很多細節信息。
二期項目為何選址雲陽
綜合各方面的條件比較理想
“中國複眼”項目共分三期開展建設。一期“分佈式雷達天體成像測量儀驗證試驗場”位於重慶兩江新區明月山,由4部16米孔徑雷達組成,用於驗證雷達體制和關鍵技術可行性,已於2022年12月完成建設,並成功拍攝了我國首幅月球環形山地基三維雷達圖像。
此次開建的二期項目位於雲陽中洲島,總佔地面積300余畝,將由25部30米孔徑雷達組成,可用於近地小行星探測,計劃於2025年建成。
那麼,為何選址雲陽?
“選址要綜合地質、水文、氣象以及凈空等各方面的條件。我們通過多年的調研,包括一些專業的勘測,最後將二期項目落在雲陽,這是多種因素綜合促成的。”曾濤&&,中洲島很有特點,比如島上風很小,這對於分佈式雷達很有利,可以降低研製風險;另外,這裡常年溫差較小,這對於項目施工和後期的設備高精度調試也是有利的。“綜合起來看,這裡的條件比較理想。”
建成後能看多遠
可觀測千萬公里外、直徑只有幾十米的小行星
“相對於一期項目來説,二期是真正能夠觀測小行星的,可以執行很多科學和工程任務,實現業務化的運行。”曾濤&&。
通過突破大口徑天線技術、大功率發射機技術、高精度同步技術、智能信息處理技術等多項關鍵技術,“中國複眼”的設計指標超越了阿雷西博雷達和金石雷達,建成後將是世界上綜合性能最強的深空探測雷達,可實現對千萬公里外小行星的探測和成像。
“比如千萬公里外、直徑只有幾十米的小行星,如果未來國家要實施這些小行星防禦任務,就需要全面了解它的信息,比如它的大小形狀、自轉速度如何,受到撞擊以後軌道會有什麼改變等。”他舉例説,二期項目建成後,上述信息在一定的觀測條件下是可以看到並分析出來的。
二期項目的建設目標實現後,將為三期項目進一步奠定堅實基礎。“三期項目計劃將雷達單元數量擴展至上百部,讓我們的觀測距離成倍提升,觀測對象極大的擴展,對直徑公里級的小行星探測距離達到上億公里,極大擴展人類雷達深空探測的邊界。”曾濤透露。




