中国科学家探测到月球新一代激光反射镜回波信号

    在探索宇宙的道路上，人类一直想要更精准地丈量太空、揭开未知的奥秘。最近，中国科学家就利用激光在38万公里外的月球上，“找到”了一个直径10厘米大小的“小镜子”，并且首次成功探测到了它反射回来的激光回波信号。

    8月13日凌晨，中山大学天琴测距台站的科研团队，将激光瞄准月球表面的一面新一代激光反射镜NGLR-1，并在几个小时内成功接收到数十组激光回波信号。这使得中国成为继法国、德国、美国之后，第四个完成该测量的国家。

    20世纪，美国和苏联先后共在月球上放置了5个可供测月的激光反射器阵列。2019年，天琴计划团队实现了对这5个激光反射镜的测量，我国成为国际上第三个完成该实验的国家。今年3月2日，美国“蓝色幽灵”月球着陆器将第6块激光反射镜NGLR-1投放到了月球。

    这些激光回波，就来自安装在月表的激光反射镜NGLR-1，激光反射器阵列就像人类设置在宇宙中的“参照物”，能让科学家以此为标尺，去探索宇宙的奥秘。

    中山大学天琴中心林旭东教授说：“我们通过地面观测站，向放置在月球表面的激光反射镜发射激光脉冲，通过精确测量激光脉冲往返传播的时间，从而计算出地球与月球之间的距离。新一代激光反射镜可以提供更高精度的测距数据。通过数据积累，可以为检验广义相对论和引力理论、月球物理学、地月系统的动力学演化等研究，提供新的重要支持。”

    其实，类似的激光测月试验早在上世纪70年代就已在全球多个国家陆续开展。不过，当时的反射器是由多个反射单元拼接而成，很容易受到月球周期性摆动的影响，导致测量精度下降。

    中山大学天琴中心工程师韩西达说：“跟上一代的月面激光反射器阵列不同，新一代的月面激光反射器，是一个孔径为10厘米的实心单体。它的反射截面积更小，回波更弱，观测难度更大，但是精度更高。”

    探测这样一个目标的难度极高。地月之间距离约38万公里，要跨越如此距离找到一个直径仅10厘米大小的目标，其难度相当于要在一艘航母甲板上，找到一粒细沙。与此同时，激光在穿过地球大气层时会被极度削弱，一去一回，发出的上千亿光子，最终能返回的可能只有个位数，而且信号极其微弱，科研团队必须用极其灵敏的单光子探测器，在噪声背景中精准识别出这些信号，才能完成测量。

    而作为“天琴计划”的组成部分，未来，科学家还将持续收集反射器数据，积累高精度的地月测距数据，用于研究引力、地月系统演化等，并为未来在太空开展引力波探测打下基础。

    据介绍，“天琴计划”是中国科学院院士罗俊于2014年提出的空间引力波探测计划，预期于2035年前后，在约10万公里高的地球轨道上部署3颗卫星，构成边长约17万公里的等边三角形星座，建成空间引力波天文台，进行基础物理、天体物理及宇宙学的前沿研究。本次成果是“天琴计划”进展的一部分。

    综合《人民日报》、央视、《科技日报》报道