NSF发布高分辨率月球图像 系绿岸射电天文望远镜从地面拍摄

美国国家科学基金会(NSF)的绿岸天文台(GBO)和美国国家射电天文台(NRAO)以及雷神情报与航天公司(RI&S)发布了一张新的高分辨率月球图像，这是使用绿岸射电天文望远镜(GBT)上的新雷达技术从地面拍摄的最高图像。

新的第谷环形山图像的分辨率接近5米，包含大约14亿像素。该图像覆盖了200公里×175公里的区域，确保参与的科学家和工程师捕捉到整个环形山，其直径为86公里。美国国家射电天文台台长Tony Beasley博士说："这是迄今为止我们在雷神公司合作伙伴的帮助下制作的最大合成孔径雷达图像。虽然前面还有更多的工作要做，以改进这些图像，但我们很高兴与公众分享这一令人难以置信的图像，并期待着在不久的将来分享这个项目的更多图像。"

GBT--世界上最大的完全可转向的射电望远镜--在2020年底装备了由雷神情报与空间公司和GBO开发的新技术，使其能够向太空发射雷达信号。使用GBT和来自超长基线阵列(VLBA)的天线，自那时起已经进行了几次测试，重点是月球表面，包括第谷环形山和NASA阿波罗登陆点。

这种低功率的雷达信号是如何转化为我们可以看到的图像的?GBO的工程师Galen Watts解释说：“它是通过一个叫做合成孔径雷达，或SAR的过程完成的。当每个脉冲由GBT发射时，它被目标反射，在这种情况下是月球的表面，然后被接收和储存。存储的脉冲被相互比较和分析，以产生一个图像。当我们在太空中移动时，发射器、目标和接收器都在不断移动。虽然你可能认为这可能使产生图像更加困难，但它实际上产生了更重要的数据。”

这种运动导致雷达脉冲与脉冲之间的微小差异。这些差异被检查并用于计算比静止观测所能达到的更高的图像分辨率，以及提高与目标的距离、目标向接收器移动或远离接收器的速度，以及目标如何在视场中移动的分辨率。“像这样的雷达数据以前从未在这种距离或分辨率下记录过，”Watts说。“以前在几百公里的距离上也做过，但没有在这个项目的几十万公里的规模上做过，也没有在这些距离上以一米左右的高分辨率做过。这一切都需要大量的计算时间。十多年前，从一个接收器得到一个图像需要几个月的计算时间，而从一个以上的接收器得到一个图像可能需要一年或更长时间。”

这些有希望的早期结果为该项目赢得了科学界的支持，并且在9月底该合作项目从美国国家科学基金会获得了450万美元的资金，用于设计该项目可以扩展的方式(中等规模研究基础设施-1设计奖AST-2131866)。 “在这些设计之后，如果我们能够吸引全部资金支持，我们将能够建立一个比目前的系统强大数百倍的系统，并利用它来探索太阳系，”Beasley说。“这样一个新系统将为我们打开一扇通往宇宙的窗口，使我们能够以一种全新的方式看到我们邻近的行星和天体。”

西弗吉尼亚州有着悠久的设施历史，为扩大人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 分享说：“利用绿岸射电天文望远镜上的雷达技术发现的月球上的第谷环形山的新图像和细节表明，科学上令人难以置信的进步就在西弗吉尼亚州这里取得。二十多年来，GBT已经帮助研究人员探索和更好地了解宇宙。通过我在商业、司法和科学拨款小组委员会的席位，我一直强烈支持GBT的这些技术进步，这将使GBT现在能够向太空传输雷达信号，并确保其在未来数年的天文学研究中发挥关键作用。我期待着看到更多令人难以置信的图像和未来对我们太阳系的发现，我将继续与国家科学基金会合作，倡导为绿岸天文台的项目提供资金支持。”

这项技术已经酝酿多年，是NRAO、GBO和RI&S之间合作研究和开发协议的一部分。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的天体进行成像。