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我国从2007年开始 , 按照既定计划 , 一步一个脚印成功实施了嫦娥探月工程 , 顺利实现了对月球探测“绕落回”的目标 , 时隔几十年后成为第三个从月球带回月壤的国家 。 不过 , 我国的月球探测任务还远未结束 , 在我们的相关中长期规划中 , 已经确定到2030年前后 , 实施载人登月计划 , 并且后续还要在月球上建筑永久性研究基地 。
近期 , 由中国科学院主持的一个利用月球为研究基础和支撑条件的项目 , 受到了世人的广泛关注 , 即“新视野计划”中的“月盾计划” 。 “新视野计划”包含众多关于天文学、地球科学、太阳物理学、天文探索以及系外行星研究的任务 , 而“月盾计划”则是利用月球帮助我们 , 以前所未有的方式 , 去探索宇宙早期的“黑暗时代” 。
众所周知 , 宇宙来源于138亿年前的一场奇点大爆炸 。 然而在大爆炸之后的较长时间 , 宇宙仍然处于一片混沌和黑暗之中 , 后来是什么原因使宇宙最终摆脱黑暗、点亮第一批恒星 , 从而宇宙迎来“第一缕曙光”这一课题 , 长期以来成为科学家们非常感兴趣和重点研究的领域 。
由于宇宙“黎明时代”所散发出的中性氢 , 可能产生波长为21厘米的吸收谱线 , 这就像黎明前的朝霞一样 , 我们可以通过超长波的射电方式去观测和寻找宇宙“黎明”的这个特征 。 近几十年来 , 美国、澳大利亚等国家的科学家们 , 在地面上通过射电望远镜开展了很多关于这方面的天文观测和深入研究 , 但是研究结果之间存在比较明显的差异 , 这说明相关实验绝大部分都没有得到确切的结果 , 科学家们普遍存在着争议 。
究其原因 , 就在于观测方式的限制 。 虽然射电望远镜是研究宇宙恒星、行星的重要手段 , 但是所研究的对象特别是系外的恒星和行星 , 与地球的距离都十分遥远 , 所发生的电磁信号非常微弱 。 再加上地球被一层浓厚的大气层所笼罩 , 由于大气的电离层、人类日常生活所产生的电磁干扰 , 都会对射电望远镜的观测产生很大影响 。
要解决这一问题 , 最好的观测方法就是找到一片非常“宁静”的区域 , 而在太空之中进行观测 , 则是唯一的选择 , 这样既能避开地球大气层的影响 , 同时也会远离人类活动的干扰 。
去接收宇宙“黎明”前的微弱信号 , 如果去距离地球很远的地方 , 甚至冲破太阳系的束缚 , 来到恒星、行星分布异常稀少的区域 , 当然是最理想的目的地 , 然而受人类科学技术的限制 , 我们还无法派遣大型探测器去到太阳系以外的区域 , 即使在太阳系的边缘目前看也不现实 , 一方面难度太大 , 第二通讯传输方面会存在障碍 , 第三成本也太高 。
对于当前的天文学家来说 , 月球的周围是一个很好的选择 , 特别是月球的背面区域 , 是难得的“宁静”之地 。 如果把月球作为一面“盾牌” , 那么既能屏蔽掉来自地球的各种无线电信号干扰 , 同时也能监测到在地面和近地轨道上无法分辨的电磁信号 , 从而可以为深入研究恒星起源、星系演化提供重要的观测资料 , 并且能够为科学家窥探宇宙“黑暗时代”以及向“黎明时代”演化提供有效的信息 。
基于上面的原因 , 我国早在2018年就开始了相关基础性准备工作 , 在发射月球“鹊桥”中继卫星的同时 , 还一起发射了两颗超长波天文观测微卫星 , 即龙江一号和龙江二号 , 它们组队环绕月球飞行 , 为探索宇宙的“黎明时代”奠定了基础 。
此次由中科院提出的“月盾计划” , 主要内容是利用几年的时间 , 向月球发射10颗卫星 , 构建以一颗为主星 , 其余为辅星的卫星编队 , 这些卫星以相应的阵列环绕月球飞行 。 当飞到月球背面的时候 , 可以将来自地球的干扰信息阻挡住 , 然后开展观测 , 接收来自宇宙深空的信息 。 等到转到月球的正面时 , 就会把接收到的信息传回地面 , 通过地面的控制中心对这些信息进行解译和研究 。
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