我国首创爱神探月系统,精准追踪航天器新纪元

月球轨道上的‘火眼金睛’,中国航天开启智能追踪新时代

探月爱神系统 航天器跟踪 国际首个 中国科技 科技前沿

AI进销存2025年09月03日 09:03消息,我国推出国际首个探月爱神系统,实现航天器精准跟踪与定位。

   9月2日消息,据央视新闻9月1日报道,中国科学院上海天文台透露,我国科研团队已成功建立国际上首个月球轨道VLBI(甚长基线干涉测量)系统,并于近期在月地长基线上成功捕捉到天体射电辐射与航天器信号的干涉条纹。

   该系统所有在轨设备运行状况良好,性能参数全面达到设计标准,为超高分辨率射电天文学和高精度航天器跟踪提供了新的可能。相关研究成果近日已在学术期刊《中国科学:物理学力学天文学》英文版上在线发表。

   从报道获悉,中国科学院上海天文台的研究人员主导建设的月球轨道VLBI试验系统(LOVEX,Lunar Orbital VLBI Experiment)是嫦娥七号月球探测工程中的一个重要科学项目。

   LOVEX充分利用嫦娥七号任务中鹊桥二号中继星平台及其配套设备,包括4.2米口径X波段天线、固存系统以及S/Ka波段通信系统等,并在鹊桥二号上安装了专用的VLBI设备,成功构建了国际首个月球轨道VLBI系统。LOVEX与地面VLBI观测站联合开展观测,形成了月地基线的超长空间VLBI网络,具备38万千米的超长基线和极高的空间分辨率,能够支持深空探测器的高精度轨道测定,以及开展具有重要科学价值的天文观测研究。

   VLBI专用载荷设备由上海天文台主导研制,联合国内多家航天电子技术单位共同完成。主要设备包括X波段低温接收机及其制冷机控制单元(如图a、c、d所示)、被动氢原子钟(b)、变频与数据采集后端(f)、VLBI馈源、波束波段及电缆组件等。鹊桥二号中继星于2024年3月20日成功发射,并顺利进入椭圆环月轨道,目前运行在近月点300公里、远月点16万公里的稳定轨道上。VLBI设备已完成单机测试,各项性能指标均达到要求。

   LOVEX首次进行VLBI实验时,观测的目标天体是类星体AO0235164。该天体属于已知的明亮耀变体,具备强烈的射电辐射和极高的亮度温度。它位于月球轨道平面附近,因此在观测过程中,月地之间的投影基线变化较为显著,这使得它成为检验LOVEX探测能力极限的理想目标。 此次观测不仅验证了LOVEX在复杂天区下的观测性能,也展示了其在面对高亮度、动态变化天体时的稳定性和灵敏度。此类实验对于推动深空探测技术的发展具有重要意义,也为未来更复杂的天文观测任务奠定了基础。

   LOVEX 联合上海天马、昆明、南山等地面望远镜于 2024 年 10 月 18 日首次在 0.37 倍地球直径的投影基线上探测到该源的干涉条纹。2025 年 1 月 23 日,在 5.5 倍地球直径基线上实现 512MHz 全带宽观测,数据质量显著提升,这些结果验证了 LOVEX 具有探测亚毫角秒尺度结构的能力。

   LOVEX 还成功应用于深空探测领域,对地月 L2 点的嫦娥六号轨道器进行了精密定轨,展示了该系统在前沿天文研究与我国深空探测能力的双重价值,体现了我国在空间科学仪器研发和天文观测技术的创新能力。

   LOVEX 是第一个由一个国家独立完成的空间 VLBI 系统。LOVEX 成功检测到天体射电辐射和航天器信号在月-地基线的干涉条纹,显示了该系统各项设备运行正常,各项性能和指标满足要求,整个系统是成功的。为超高分辨率射电天文学和精确航天器跟踪开辟了新的可能性。

   LOVEX 是世界上第四个运行的空间 VLBI 项目。LOVEX 具有以下创新特点:

   最长的干涉基线,达到约 38 万千米;

   在所有空间 VLBI 系统中,观测带宽最宽(512MHz),数据速率最高(2Gbps);

   工作在X波段(深空通信频段),首次在空间与地球之间的基线上完成了对深空探测器的VLBI测量试验;

   在太空任务环境中首次实现了对原始VLBI数据的机载存储,这一突破标志着空间探测技术迈出了重要一步。这项技术的应用不仅提升了深空探测的数据处理能力,也为未来的星际探索提供了更可靠的数据支持。原始数据的实时存储能力,有助于提高任务的响应速度和科学分析的准确性,为后续研究奠定了坚实基础。随着航天技术的不断进步,类似的技术突破将越来越多地出现在公众视野中,推动人类对宇宙的认知不断深化。

   第一次将高精度被动氢原子钟用于 SVLBI。

   随着数据采集的持续进行和科学分析的不断深入,LOVEX有望进一步揭示天文环境的奥秘,并在提升未来深空探测能力方面发挥更重要的作用。

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