使用綠岸射電天文望遠(yuǎn)鏡上的新雷達(dá)技術(shù)揭示月球第谷環(huán)形山的細(xì)節(jié)
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)的綠岸天文臺(tái)（GBO）和美國(guó)國(guó)家射電天文臺(tái)(NRAO)以及雷神情報(bào)與航天公司（RI&S）發(fā)布了一張新的高分辨率月球圖像，這是綠岸雷達(dá)使用綠岸射電天文望遠(yuǎn)鏡（GBT）上的新雷達(dá)技術(shù)從地面拍攝的最高圖像。
新的天文第谷環(huán)形山圖像的分辨率接近5米，包含大約14億像素。望遠(yuǎn)該圖像覆蓋了200公里×175公里的鏡上技術(shù)揭示區(qū)域，確保參與的新第谷科學(xué)家和工程師捕捉到整個(gè)環(huán)形山，其直徑為86公里。月球美國(guó)國(guó)家射電天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)Tony Beasley博士說："這是環(huán)形迄今為止我們?cè)诶咨窆竞献骰锇榈膸椭轮谱鞯淖畲蠛铣煽讖嚼走_(dá)圖像。雖然前面還有更多的細(xì)節(jié)工作要做，以改進(jìn)這些圖像，使用射電山但我們很高興與公眾分享這一令人難以置信的綠岸雷達(dá)圖像，并期待著在不久的天文將來分享這個(gè)項(xiàng)目的更多圖像。"
GBT--世界上最大的望遠(yuǎn)完全可轉(zhuǎn)向的射電望遠(yuǎn)鏡--在2020年底裝備了由雷神情報(bào)與空間公司和GBO開發(fā)的新技術(shù)，使其能夠向太空發(fā)射雷達(dá)信號(hào)。鏡上技術(shù)揭示使用GBT和來自超長(zhǎng)基線陣列（VLBA）的新第谷天線，自那時(shí)起已經(jīng)進(jìn)行了幾次測(cè)試，重點(diǎn)是月球表面，包括第谷環(huán)形山和NASA阿波羅登陸點(diǎn)。
這種低功率的雷達(dá)信號(hào)是如何轉(zhuǎn)化為我們可以看到的圖像的？GBO的工程師Galen Watts解釋說：“它是通過一個(gè)叫做合成孔徑雷達(dá)，或SAR的過程完成的。當(dāng)每個(gè)脈沖由GBT發(fā)射時(shí)，它被目標(biāo)反射，在這種情況下是月球的表面，然后被接收和儲(chǔ)存。存儲(chǔ)的脈沖被相互比較和分析，以產(chǎn)生一個(gè)圖像。當(dāng)我們?cè)谔罩幸苿?dòng)時(shí)，發(fā)射器、目標(biāo)和接收器都在不斷移動(dòng)。雖然你可能認(rèn)為這可能使產(chǎn)生圖像更加困難，但它實(shí)際上產(chǎn)生了更重要的數(shù)據(jù)。”
這種運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致雷達(dá)脈沖與脈沖之間的微小差異。這些差異被檢查并用于計(jì)算比靜止觀測(cè)所能達(dá)到的更高的圖像分辨率，以及提高與目標(biāo)的距離、目標(biāo)向接收器移動(dòng)或遠(yuǎn)離接收器的速度，以及目標(biāo)如何在視場(chǎng)中移動(dòng)的分辨率。“像這樣的雷達(dá)數(shù)據(jù)以前從未在這種距離或分辨率下記錄過，”Watts說。“以前在幾百公里的距離上也做過，但沒有在這個(gè)項(xiàng)目的幾十萬公里的規(guī)模上做過，也沒有在這些距離上以一米左右的高分辨率做過。這一切都需要大量的計(jì)算時(shí)間。十多年前，從一個(gè)接收器得到一個(gè)圖像需要幾個(gè)月的計(jì)算時(shí)間，而從一個(gè)以上的接收器得到一個(gè)圖像可能需要一年或更長(zhǎng)時(shí)間。”
這些有希望的早期結(jié)果為該項(xiàng)目贏得了科學(xué)界的支持，并且在9月底該合作項(xiàng)目從美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)獲得了450萬美元的資金，用于設(shè)計(jì)該項(xiàng)目可以擴(kuò)展的方式（中等規(guī)模研究基礎(chǔ)設(shè)施-1設(shè)計(jì)獎(jiǎng)AST-2131866）。 “在這些設(shè)計(jì)之后，如果我們能夠吸引全部資金支持，我們將能夠建立一個(gè)比目前的系統(tǒng)強(qiáng)大數(shù)百倍的系統(tǒng)，并利用它來探索太陽系，”Beasley說。“這樣一個(gè)新系統(tǒng)將為我們打開一扇通往宇宙的窗口，使我們能夠以一種全新的方式看到我們鄰近的行星和天體。”
西弗吉尼亞州有著悠久的設(shè)施歷史，為擴(kuò)大人們對(duì)宇宙的科學(xué)知識(shí)做出了重大貢獻(xiàn)。西弗吉尼亞州參議員 Joe Manchin III 分享說：“利用綠岸射電天文望遠(yuǎn)鏡上的雷達(dá)技術(shù)發(fā)現(xiàn)的月球上的第谷環(huán)形山的新圖像和細(xì)節(jié)表明，科學(xué)上令人難以置信的進(jìn)步就在西弗吉尼亞州這里取得。二十多年來，GBT已經(jīng)幫助研究人員探索和更好地了解宇宙。通過我在商業(yè)、司法和科學(xué)撥款小組委員會(huì)的席位，我一直強(qiáng)烈支持GBT的這些技術(shù)進(jìn)步，這將使GBT現(xiàn)在能夠向太空傳輸雷達(dá)信號(hào)，并確保其在未來數(shù)年的天文學(xué)研究中發(fā)揮關(guān)鍵作用。我期待著看到更多令人難以置信的圖像和未來對(duì)我們太陽系的發(fā)現(xiàn)，我將繼續(xù)與國(guó)家科學(xué)基金會(huì)合作，倡導(dǎo)為綠岸天文臺(tái)的項(xiàng)目提供資金支持。”
這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)醞釀多年，是NRAO、GBO和RI&S之間合作研究和開發(fā)協(xié)議的一部分。未來的高功率雷達(dá)系統(tǒng)與GBT的天空覆蓋相結(jié)合，將以前所未有的細(xì)節(jié)和靈敏度對(duì)太陽系的天體進(jìn)行成像。
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（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：以Tycho環(huán)形山為重點(diǎn)的新的月球高分辨率圖像已經(jīng)發(fā)布。它是利用國(guó)家科學(xué)基金會(huì)綠岸觀測(cè)站和國(guó)家射電天文觀測(cè)站制作的。Tycho環(huán)形山的圖像的分辨率接近5米乘5米，由大約14億像素組成。該圖像所覆蓋的區(qū)域?yàn)?00公里乘175公里。這意味著該圖像的可視區(qū)域大到足以捕捉到整個(gè)火山口，其直徑為86千米。
國(guó)家射電天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)Tony Beasley博士說，該圖像是該天文臺(tái)迄今為止在其合作伙伴雷神公司的幫助下制作的最大合成孔徑雷達(dá)圖像。
綠岸望遠(yuǎn)鏡（GBT）拍攝了這張圖像，這是利用其新的雷達(dá)技術(shù)從地面拍攝的最高分辨率圖像。GBT是世界上最大的可完全轉(zhuǎn)向的射電望遠(yuǎn)鏡，在2020年底安裝了由雷神情報(bào)與空間公司和綠岸天文臺(tái)開發(fā)的新技術(shù)。利用GBT和甚長(zhǎng)基線陣列的天線，天文學(xué)家已經(jīng)進(jìn)行了以月球表面為重點(diǎn)的測(cè)試，包括觀察月球表面的Tycho Prater和阿波羅登陸點(diǎn)。
將低功率的雷達(dá)信號(hào)轉(zhuǎn)化為我們可以看到的圖像的過程是通過合成孔徑雷達(dá)完成的。綠岸望遠(yuǎn)鏡發(fā)射的每個(gè)雷達(dá)脈沖在目標(biāo)上反射，被望遠(yuǎn)鏡接收和儲(chǔ)存。然后，這些脈沖被相互比較，經(jīng)過分析后最終被轉(zhuǎn)化為圖像。這種望遠(yuǎn)鏡的主要好處之一是發(fā)射器、目標(biāo)和接收器在太空中不斷移動(dòng)，這就產(chǎn)生了重要的數(shù)據(jù)。
運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致被檢查的雷達(dá)脈沖之間的微小差異，帶來了具有比固定觀察裝置所能達(dá)到的更高分辨率的圖像。這項(xiàng)技術(shù)還為天文學(xué)家提供了提高與目標(biāo)距離的分辨率，同時(shí)提供了關(guān)于目標(biāo)移動(dòng)速度和目標(biāo)如何在視野中移動(dòng)的數(shù)據(jù)。