半月谈丨恐龙为什么会灭绝？小行星的踪迹有何秘密？来问问“中国复眼”

恐龙为什么会灭绝？小行星的踪迹有何秘密？来问问“中国复眼”

半月谈记者 吴燕霞

恐龙为什么会灭绝？地球的生命从何而来？小行星的踪迹有何秘密？位于重庆市两江新区的深空探测雷达“中国复眼”或许将给出答案。

2022年末，“中国复眼”项目一期正式开机，它利用分布式雷达体制开展深空探测，拍摄出国内首张月球环形山地基雷达三维图像。未来，“中国复眼”计划观察上亿公里外小行星和类地行星，以拓展人类深空观察的边界，满足我国近地小行星撞击防御、地月态势感知等科研需求。

“中国复眼”“中国天眼”大不同

“中国复眼”，学名超大分布孔径雷达高分辨率深空域主动观测设施，与大名鼎鼎的“中国天眼”相比，它在构型和功能上有两大独特之处。

中国工程院院士龙腾说，在构型上，射电天文望远镜“中国天眼”是一个500米口径的大天线，而“中国复眼”是由多个小天线构成的一个大天线，就像是昆虫的复眼一样。

北京理工大学重庆创新中心副研究员向寅说：“由于地球重力影响，在物理上建立一个可以全动式的数百米口径的系统是比较困难的。我们把物理上基本实现不了的大雷达，拆成若干个相对较小的雷达，每个小雷达可以灵活转动，实现±75°的巡天角度，实现类比于相机广角观测的效果。”

在功能上，“中国天眼”是射电天文望远镜，主要接收星体发射出来的信号，它本身并不发射电磁波，而“中国复眼”能自己发射电磁波，探测小行星，并接收自己发射电磁波的回波。龙腾说：“小行星本身不发射电磁波，射电天文望远镜看不到。人类要看到小行星，必须主动发射电磁波。”

“像近地小行星或者类地行星必须通过主动探测照射的方式，获取经过目标反射得到的信息。”向寅说，“就好比我们在伸手不见五指的黑夜，通过手电筒打出一束波束，来照亮目标，使它被我们观测到。”

名副其实的“千里眼”

作为目前世界上计划构建的探测距离最远的雷达，“中国复眼”预期作用距离达到1.5亿公里，是名副其实的“千里眼”。它将高分辨率观测近地/主带小行星、航天器、月球、金星和火星等类地行星以及木星卫星等深空域目标，满足近地小行星防御、空间态势感知等国家重大需求，并用于地球宜居性、行星形成等前沿科技创新研究。

据了解，“中国复眼”项目将分三期进行。向寅介绍，一期项目主要为后续的设施建设进行关键技术验证，目前北京理工大学重庆创新中心已经初步完成了一期4部雷达对月球的协同观测，获得了月球正表面局部三维雷达图像，初步验证了分布孔径深空探测雷达技术的可行性，也验证了对以月球为代表的深空域目标三维雷达成像的可行性。

“中国复眼”项目一期

该项技术对于多雷达间对齐精度的要求极高，相互之间的对齐精度需毫米级，才能实现精准观测和三维成像。“我们的观测和调试将是一个漫长的、不断精调的过程，接下来，我们会继续对4部雷达进行精细化调校，拍摄出分辨率和观测清晰度更高的三维图片。”向寅说。

根据计划，“中国复眼”项目二期工程将在重庆市云阳县建设25部30米口径的高分辨率分布式雷达，实现千万公里外的小行星探测，为我国近地小行星撞击防御和行星科学研究提供重要支撑。

“该项目填补了渝东北地区重大科技基础设施的空白。”云阳县县长李茂涛表示，项目落地后，力争打造全国乃至全世界一流的科学、科普和科创中心。

盯住小行星，保卫地球家园

近几年，随着热门科幻文学及艺术作品深入人心，“地球防御”等字眼越发为人们所熟知。其实，早在10多年前，包括我国在内的一些国家就着手论证和建设“近地小行星防御系统”。而其中最重要的一环，就是探测预警。盯住小行星，是“中国复眼”项目的主要任务。

龙腾说，之所以这么关注小行星，是因为很多“地球之谜”都与小行星有关，而且，小行星运行态势关乎全人类的安全，仅在太阳系，就有超过2.5万颗小行星对地球构成潜在威胁，恐龙灭绝、通古斯大爆炸等事件都被认为与小行星撞击有关。

为了守护好地球家园，构建人类命运共同体，国家航天局在2022年4月表示，将着手组建近地小行星防御系统，共同应对近地小行星撞击的威胁，为保护地球和人类安全贡献中国力量。“中国复眼”就是这个小行星防御系统的重要组成部分。

“中国复眼”项目一期拍摄的月球环形山地基雷达三维图像

“防御小行星，除了预警，还可以通过主动处置干涉的方式，使小行星偏离它的预定轨道，从而和地球的轨道错开。”向寅介绍，主动处置意味着人类对小行星的轨道，要有精确的测量；对撞击之后的小行星的轨道变化、甚至是撞击的残片的分布方式，要有精确观测能力。

据了解，“中国复眼”项目二期完工之后，能实现对地球潜在威胁小行星750万公里的探测距离，大约是目前金石雷达系统探测距离的两倍。向寅表示，三期工程计划形成一个由上百部雷达组成的科学设施，探测距离将达到1.5亿公里，可看到上千万公里外仅足球大小的小行星的运行轨迹，为人类规避外太空小行星撞击风险提供更强大的技术支撑。

（刊于《半月谈》2023年第3期）