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探測月球激光反射鏡回波信號原來這么難

2025-08-17 16:04:46 來源：央視新聞客戶端 A+A-

相當于在航母甲板上找一粒沙？探測月球激光反射鏡回波信號原來這么難

在探索宇宙的道路上，人類一直想要更精準地丈量太空、揭開未知的奧秘，最近，中國科學(xué)家就利用激光在38萬公里外的月球上，“找到”了一個直徑10厘米大小的“小鏡子”，并且首次成功探測到了它反射回來的激光信號。

8月13日凌晨，中山大學(xué)天琴測距臺站的科研團隊，將激光瞄準月球表面的一面反射鏡NGLR-1，并在幾個小時內(nèi)成功接收到數(shù)十組激光回波信號。這使得中國成為繼法國、德國、美國之后，第四個完成該測量的國家。

探測月球激光反射鏡回波信號原來這么難

這些激光回波，來自安裝在月表的一組角反射器，它們就像人類設(shè)置在宇宙中的“參照物”，能讓科學(xué)家以此為標尺，去探索宇宙的奧秘。

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中山大學(xué)天琴中心教授林旭東：我們通過地面觀測站，向放置在月球表面的角反射器發(fā)射激光脈沖，通過精確測量激光脈沖往返傳播的時間，從而計算出地球與月球之間的距離。新的角反射器可以提供更高精度的測距數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)積累，可以為檢驗廣義相對論和引力理論、月球物理學(xué)、地月系統(tǒng)的動力學(xué)演化等研究，提供新的重要支持。

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其實，類似的激光測月試驗早在上世紀70年就已在全球多個國家陸續(xù)開展。不過，當時的反射器是由多個反射單元拼接而成，很容易受到月球周期性擺動的影響，導(dǎo)致測量精度下降。

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中山大學(xué)天琴中心工程師韓西達：跟上一代的月面角反射器陣列不同，新一代的月面角反射器，是一個孔徑為10厘米的實心單體。它的反射截面積更小，回波更弱，觀測難度更大，但是精度更高。

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探測這樣一個目標的難度極高。地月之間距離約38萬公里，要跨越如此距離找到一個直徑僅10厘米大小的目標，其難度相當于要在一艘航母甲板上，找到一粒細沙。與此同時，激光在穿過地球大氣層時會被極度削弱，一去一回，發(fā)出的上千億光子，最終能返回的可能只有個位數(shù)，而且信號極其微弱，科研團隊必須用極其靈敏的單光子探測器，在噪聲背景中精準識別出這些信號，才能完成測量。

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