一個(gè)口徑 1.2 米的反射式望遠鏡、一個(gè)工作溫度在零下 200 多攝氏度的多通道超導單光子探測器、一個(gè)高重頻短脈沖固體激光器、一個(gè)激光測距光學(xué)平臺——5 月 25 日，經(jīng)濟日報記者在位于廣東珠海鳳凰山頂的天琴計劃激光測距臺站內，看到了由上述部件組成可以測出地月距離的科技“利器”。

　　“中山大學(xué)天琴計劃激光測距臺站成功測得了月球表面上 5 組反射鏡的回波信號，測出國內最準的地月距離，且精度達到國際先進(jìn)水平。這意味著(zhù)，中國科學(xué)家攻克了地月激光測距技術(shù)，至此，中國成為世界上第三個(gè)成功測得全部 5 個(gè)反射鏡的國家。”全國人大代表、中國科學(xué)院院士、我國空間引力波探測“天琴計劃”首席科學(xué)家羅俊接受采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)。

　　2014 年 3 月，“天琴計劃”由羅俊院士提出“天琴”空間引力波探測計劃，旨在通過(guò)引力波探測進(jìn)行天文學(xué)、宇宙學(xué)及基礎物理前沿研究。“天琴計劃”的基本方案是：于 2035 年前后，在約 10 萬(wàn)公里高的地球軌道上，部署 3 顆全同衛星，構成邊長(cháng)約為 17 萬(wàn)公里的等邊三角形編隊，建成空間引力波探測天文臺，開(kāi)展空間基礎科學(xué)前沿研究。

　　考慮到我國現有技術(shù)水平距離空間引力波探測實(shí)際需要，以及與國際前沿仍有較大差距，“天琴計劃”提出“0123”技術(shù)路線(xiàn)圖，以此來(lái)穩步推動(dòng)所需核心關(guān)鍵技術(shù)走向成熟。

　　其中，第“0”步是開(kāi)展地月激光測距實(shí)驗，為天琴衛星的高精度定軌提供技術(shù)支撐;第“1”步發(fā)射單顆衛星，建立高精度空間慣性基準;第“2”步是發(fā)射兩顆衛星，對長(cháng)距離星間激光干涉測量技術(shù)開(kāi)展在軌驗證;第“3”步是發(fā)射 3 顆衛星構成三角形編隊，為“天琴”開(kāi)展引力波的空間探測。

　　天琴中心副主任、該項技術(shù)負責人葉賢基教授介紹，地月距離在 38 萬(wàn)公里左右，地月激光測距是目前人類(lèi)歷史上最遠距離的激光測距實(shí)驗，也是目前地月距離測量精度最高的技術(shù)手段。

　　天琴中心工程師韓西達介紹，地月激光測距技術(shù)將為未來(lái)發(fā)射的天琴衛星提供厘米級精確定位，使之能夠精準進(jìn)入指定軌道?；谔?yáng)軌道的空間引力波探測方案，則因其衛星距離地球超過(guò) 5000 萬(wàn)公里，基本不太可能利用激光定位。

　　地月激光測距技術(shù)是一項綜合技術(shù)，它涵蓋多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。通過(guò)與中國科學(xué)院云南天文臺合作，升級昆明的衛星激光測距系統于 2018 年 1 月 22 日首次測出地月距離。這是中國人首次成功利用激光精確地測量地球距月球的距離，也使我國成為世界上第 5 個(gè)實(shí)現地月激光精確測量的國家。

　　隨后，“天琴”團隊啟動(dòng)珠海測距臺站建設項目，于 2019 年 6 月首次測得地月距離，在隨后幾個(gè)月里，團隊測到了月面上所有的 5 面反射鏡，地月激光測距的技術(shù)穩定性和成熟性進(jìn)一步得到確認。

　　羅俊院士表示，地月激光測距技術(shù)是天琴計劃“沿途下蛋”的成果之一。它對月球基礎科學(xué)研究、我國太空安全、空間碎片和深空目標探測、太空科學(xué)實(shí)驗等多領(lǐng)域均具有重大應用價(jià)值。“比如，長(cháng)期地月距離觀(guān)測資料對于地月系統動(dòng)力學(xué)等基礎研究具有重要價(jià)值。在太空安全方面，地星激光測距技術(shù)可以‘毫厘不差’鎖定空間碎片于深空目標，大幅提升空間安全。又比如，在空間科學(xué)方面，地星激光測距技術(shù)有助于打造‘太空實(shí)驗室’，推進(jìn)我國空間科學(xué)發(fā)展。”羅俊院士說(shuō)。
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