合成孔径雷达功能太强大了！居然能揭示月球第谷陨石坑细节

美国国家科学基金会的绿岸天文台（GBO）和国家射电天文台（NRAO）以及雷神情报与空间（RI&S）发布了一个新的高分辨率月球图像，这是有史以来使用绿岸望远镜（GBT）上的新雷达技术从地面拍摄的最高图像。

第谷陨石坑细节

新的第谷陨石坑图像的分辨率接近5米乘5米，包含约14亿像素。该图像覆盖了200公里乘175公里的区域，确保参与的科学家和工程师捕获了整个直径为86公里的陨石坑。这是迄今为止在雷神公司合作伙伴的帮助下制作的最大合成孔径雷达图像。虽然还有更多的工作要改进这些图像，但及时与公众分享这张令人难以置信的图像十分有意义。

GBT——世界上最大的完全可操纵的射电望远镜——于2020年底配备了雷神情报与航天公司和GBO开发的新技术，使其能够将雷达信号传输到太空。使用GBT和超长基线阵列（VLBA）的天线，从那时起已经进行了几次测试，重点是月球表面，包括第谷陨石坑和美国宇航局阿波罗着陆点。

绿岸天文台的GBT

这种低功率雷达信号如何转化为我们可以看到的图像？这是通过一种称为合成孔径雷达（SAR）的过程完成的。当每个脉冲由GBT发送到月球时，脉冲被月球表面的目标反射回地球，并被接收和存储。存储的脉冲相互比较并进行分析以产生图像。发射器、目标和接收器都随着地球在太空中移动而不断移动。虽然你可能认为这可能会使生成图像更加困难，但它实际上会产生更重要的数据。

这种运动导致雷达脉冲之间的细微差异。检查这些差异并用于计算高于静止观测可能的图像分辨率，以及提高到目标的距离的分辨率，目标靠近或远离接收器的速度以及目标如何在视野中移动。“像这样的雷达数据以前从未以这种距离或分辨率记录过，”瓦茨说。“这以前在几百公里的距离上已经完成过，但不是在这个项目的数十万公里尺度上，也不是在这些距离上用一米左右的高分辨率。这一切都需要大量的计算时间。大约十年前，从一个接收器获取其中一张图像需要几个月的计算时间，而从多个接收器获取图像可能需要一年或更长时间。

绿岸天文台的GBT

这些有希望的早期成果获得了科学界对该项目的支持，因此该合作获得了美国国家科学基金会的450万美元资金，用于设计该项目的扩展方式。这些设计能够建立一个比当前系统强大数百倍的系统，并用它来探索太阳系。这样一个新系统将打开一扇通往宇宙的窗户，使我们能够以全新的方式看到邻近的行星和天体。

西弗吉尼亚州拥有悠久的设施历史，这些设施为扩展我们对宇宙的科学知识做出了重大贡献。使用绿岸望远镜上的雷达技术发现的月球第谷陨石坑的新图像和细节表明，西弗吉尼亚州的科学进步令人难以置信。二十多年来，GBT帮助研究人员探索和更好地了解宇宙。未来几年，GBT还将在天文学研究中发挥关键作用，高功率雷达系统与GBT的天空覆盖相结合，将以前所未有的细节和灵敏度对太阳系中的物体进行成像。更多令人难以置信的图像和太阳系的奥秘将被发现。