第谷陨石坑的月球陨石坑以错综复杂的细节揭示——强大的新雷达技术将揭示太阳系的秘密

第谷陨石坑的部分处理视图，分辨率约为 5 米乘 5 米，包含约 14 亿像素，由绿岸天文台、国家射电天文台和雷神情报与空间使用绿岸在雷达项目中捕获阵列中的望远镜和天线 基线太长。 这幅影像面积为 200 公里乘以 175 公里，足以容纳直径 86 公里的太鼓火山口。 图片来源：NRAO/GBO/Raytheon/NSF/AUI

美国国家科学基金会 (GBO) 的绿色银行天文台、国家射电天文台 (NRAO) 和雷神情报与空间 (RI&S) 发布了一张新的月球高分辨率图像，这是使用新雷达从地球上捕获的最高图像。 绿岸望远镜 (GBT) 上的技术。

第谷陨石坑的新图像分辨率接近五米乘五米，包含大约 14 亿像素。 图像覆盖面积为 200 公里乘以 175 公里，确保参与的科学家和工程师捕捉到了直径 86 公里的整个陨石坑。 美国国家射电天文台台长兼联合大学射电天文副总裁托尼·比斯利（Tony Beasley）说。 (AUI)。 “在我们等待进一步改进这些图像的同时，我们很高兴与公众分享这张美妙的图像，并期待在不久的将来分享更多来自该项目的图像。”

GBT——世界上最大的完全可控射电望远镜——将于 2020 年底配备雷神情报与航天公司和 GBO 开发的新技术，使其能够将雷达信号传输到太空。 从那时起，使用 GBT 和甚长基线阵列 (VLBA) 的天线进行了许多测试，重点是月球表面，包括第谷陨石坑和 美国宇航局 阿波罗登陆点。

美国西弗吉尼亚州的绿岸望远镜。 图片来源：GBO/AUI/NSF

这种低功率雷达信号如何转化为我们可以看到的图像？ “这是通过一个称为合成孔径雷达或 SAR 的过程完成的，”GBO 工程师盖伦瓦茨解释说。 “因为每个脉冲都是由 GBT 发送的，它被反射回目标，在这种情况下是月球表面，并被接收和存储。存储的脉冲相互比较并分析以产生图像。发射器、目标、 “当我们在太空中移动时，接收器也在不断移动。虽然你可能认为这可能会使制作图像变得更加困难，但它实际上会产生更重要的数据。”

这种运动会导致雷达脉冲之间的细微差别。 这些差异被检查并用于计算比静态观察可能更高的图像分辨率，以及增加到目标的距离的准确性，目标移向或远离接收器的速度，以及目标如何正在跨视场移动。 “以前从未以这种距离或精度记录过这样的雷达数据，”瓦茨说。 “以前在几百公里的距离上已经这样做过，但在这个项目中不是在几十万公里的范围内，而且在这些距离上的分辨率也不是一米左右。所有这些都需要大量的计算“几个小时。大约十年前，大约需要几个月的时间才能从单个接收器中获取图像，而从多个接收器中获取图像可能需要一年左右的时间。”

这些有希望的早期结果获得了科学界对该项目的支持，并在 9 月下旬从美国国家科学基金会获得了 450 万美元的资金，用于设计可以扩展该项目的方式（中等规模研究基础设施设计奖-1 AST- 2131866）。 “在这些设计之后，如果我们能够获得全额资金支持，我们将能够建造一个比当前系统强大数百倍的系统，并用它来探索太阳系，”比斯利说。 “这样的新系统将为我们打开一扇通往宇宙的窗口，让我们能够以全新的方式观察邻近的行星和天体。”

西弗吉尼亚州的设施历史悠久，为扩大我们对宇宙的科学知识做出了重大贡献。 西弗吉尼亚州参议员 Joe Manchin III 分享道：“使用 Green Bank 望远镜上的雷达技术，月球上第谷陨石坑的新图像和细节表明，西弗吉尼亚州正在取得惊人的科学进步。二十多年来，GBT 一直在帮助研究人员更好地探索和了解宇宙。通过我在商业、司法和科学小组委员会的席位，我一直是 GBT 技术进步的坚定支持者，这将使 GBT 现在能够将雷达信号传输到太空并确保其关键作用在未来几年的天文学研究中。我期待看到我们太阳系的更多惊人图像和未来发现，我将继续与美国国家科学基金会合作，倡导资助绿岸天文台的项目。

这项技术已经诞生多年，它是 NRAO、GBO 和 RI&S 之间研发合作协议的一部分。 未来的高功率雷达系统与 GBT 的天空覆盖相结合，将以前所未有的细节和灵敏度对太阳系中的物体进行成像。 预计今年秋天会出现更多令人兴奋的图像，因为处理具有数百亿像素信息的早期数据非常值得等待。

国家射电天文台和格林班克天文台是美国国家科学基金会的设施，根据联合大学公司的合作协议运营。