嫦娥四號中繼星搭載“秘密武器”　探測宇宙“黑暗時代”

圖表：嫦娥四號2018年首次月球背面軟著陸 新華社記者 孟麗靜 編制

“嫦娥四號將首次著陸月球背面，極具發(fā)現(xiàn)性。我們將在嫦娥四號任務(wù)的中繼星上搭載兩顆小衛(wèi)星，做射電干涉試驗，探測宇宙‘黑暗時代’。”全國政協(xié)委員、中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心研究員吳季2日說。

國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》預(yù)測2018年全球科技大事件，嫦娥四號任務(wù)“榜上有名”。

國防科工局探月與航天工程中心此前介紹，我國計劃今年上半年將嫦娥四號的中繼星發(fā)射至地月拉格朗日L2點(diǎn)，并在約半年后發(fā)射嫦娥四號的著陸器和巡視器，對月球背面開展著陸巡視探測。

吳季介紹，宇宙在大爆炸之后的一段時間是黑暗的，因為宇宙中只有中性的氫，發(fā)光的第一代恒星還沒有形成，這段從幾十萬年到幾億年的時間被稱為宇宙的“黑暗時代”。這段時間非常重要。中性氫是如何分布于空間的，是如何演化的?如何為第一代恒星的形成奠定基礎(chǔ)?這些問題都是宇宙的形成和演化研究中極具挑戰(zhàn)的前沿?zé)狳c(diǎn)問題。

“黑暗的宇宙并不是沒有留下‘蛛絲馬跡’。”吳季說。圍繞氫原子旋轉(zhuǎn)的電子會偶爾變換其旋轉(zhuǎn)方向，輻射1.4GHz的電磁波。經(jīng)過130多億年宇宙的膨脹，這個頻率產(chǎn)生了紅移，降低到30MHz以下。要想測得這個“蛛絲馬跡”，最好的辦法就是到月球背面，在非常“安靜”的電磁環(huán)境中去“傾聽”。

“如果這兩顆實驗小衛(wèi)星可以測得來自宇宙深處的微弱信號，并獲得干涉效果，我們下一步的探測方案是向月球軌道上發(fā)射一個小衛(wèi)星的編隊，對宇宙‘黑暗時代’進(jìn)行成像探測。”吳季說，“哈工大負(fù)責(zé)研制小衛(wèi)星的平臺，中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心和國家天文臺負(fù)責(zé)研制有效載荷和數(shù)據(jù)分析，這項探索將是世界領(lǐng)先的。”

據(jù)悉，利用中繼星實現(xiàn)地球與月球背面的通信是人類第一次。通過向地月拉格朗日L2點(diǎn)發(fā)射一枚中繼衛(wèi)星來中轉(zhuǎn)通信，讓落在月球背面的嫦娥四號處于地球和中繼衛(wèi)星之間，可以有效解決通信和測控問題。記者余曉潔、董瑞豐