重启探索月球计划 如此优越的观测台 可行性有多大

1969年，6亿人在电视上观看了尼尔·阿姆斯特朗登上月球。1972年，时隔三年，大家的热情有所减弱，但具有象征意义的阿波罗16号登月，给人类带来了新的启示：将望远镜置于月球表面，观测地球和星空，这对年轻的天文学家乔治·卡拉瑟斯来说是个千载难逢的机会，利用这个望远镜，他确认了行星间的气体云是由分子氢组成，这与天文学家们的预期一致，并在紫外线灯下拍摄了地球的影像，观测到了氢气层的范围。阿波罗计划终止于1972年年末，至此，卡拉瑟斯的望远镜孤独的伫立在卡迪尔高原，但这并没有阻止科学家们梦想和计划在月球上观测整个宇宙的脚步。现阶段，对月球的探索与利用再次受到关注，天文学家们设想在月球上建造观测台，如果这种设想真的可行，那台孤独的望远镜可能不久就会迎来很多新朋友了。

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射电天文学家们迫切希望在月球上建造望远镜，从而帮助人类深入探索太空的历史，宇宙大爆炸冷却了数亿年，一直处于完全漆黑暗淡的状态—充满了中性氢分子，但没有行星的迹象，云层中偶尔会有一个氢原子自发放射出唯一一个频率为1.4千兆赫的光量子，这种光子被称为21厘米射线，因为它的波长正好是21厘米。

地球电离层阻碍了这些微弱的太空信号，这给地球的信号传送器带来了噪音干扰，对于这些低频率信号，月球背面是一个绝佳的观测地点，因为它没有电离层，可以屏蔽那些地球的干扰。如果可以利用一些建造在月球背面的宽间隔天线，天文学家们就可以探测到黑暗期的那些中性氢分子的密度，发掘那些有可能形成星系的气体团。

天文学家团队正在计划用带有延伸天线的绕月卫星来捕捉黑暗期的信号，探索月球观测的可行性。他们还计划用巡游者探测器在月球背面布一些由大型导电膜矩阵组成的天线，造一个月球无线电观测台。宇航员们可以在美国国家宇航局的绕月空间站操控这些巡游者探测器，虽然对于建造月球观测站，射电天文学更有说服力，但光学和红外线天文望远镜的利用价值也是极大的。

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地球上的大型天文望远镜可以捕捉到那些遥远物体的微弱光线，但他们会受到大气层密度波动的影响，从而形成星星的闪烁。现代望远镜的可变反光镜在一定程度上可以弥补这一缺陷，但太空望远镜就不受困于这种问题，这就是哈勃太空望远镜的反光镜虽小，但却比地球上其他望远镜视线范围更远的原因。

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轨道望远镜的大小受运载发射火箭的制约，比如哈勃，但若能将反光镜置于月球，就有可能造出比哈勃视线更清晰的望远镜。天文学家们一直在研究用纺丝液制成的反光镜，制作过程看似简单—用一个装满纺丝液体的大圆盘，在向心力作用下自然形成一个完美的抛物线形状反光镜。目前已有用液体汞制成的自然反光镜面，但是汞在月球上会蒸发。然而研究人员认为他们可以用一种不会蒸发的熔盐，表面加一层厚度小于100纳米的银来制成反光镜面。

在月球低比重的环境下，支架结构的建造相对简单和廉价，而且自从月球进入地震平静期以后状态平稳，纺丝液不会受到晃动的影响。但想要在月球上建一个20米宽，约是哈勃十倍的望远镜，仍需要从地球运来超过3公吨的材料，成本就会大大增加。

有一种解决方案是利用月球上的材料，曾经有团队用模拟的月球尘埃与环氧树脂的混合物做过反光镜的实验，如果可以降低建造这种望远镜的成本，就有可能组建望远镜阵列，从而利用他们的光波来实现地球上无法完成的分辨率，帮助我们研究那些恒星周围的行星地表物质。

目前这些计划并没有得到批准，但随着私人太空探险代理公司的出现，相信在不久的将来前景可观。重启探索月球的行动也会付出代价：企业一旦开始在月球表面开采矿物质，那么在天文学家们想要探究利用月球之前，这个原始的优势就被破坏了。

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选文：天文志愿文章组-

翻译：天文志愿文章组- Rebecca

审核：天文志愿文章组-

终审：天文志愿文章组-

排版：天文志愿文章组-零度星系

美观：天文志愿文章组-

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