去年，美国宇航局（NASA）下属的喷气推进实验室（JPL），向NASA创新先进理念计划提交了名为“月球坑洞射电望远镜”(Lunar Crater Radio Telescope，简称LCRT)的方案，获得12.5万美元的投资。近日，LCRT又获得了50万美元资金，以支持该方案进入第二阶段的工作。
LCRT方案充满奇思妙想又难度颇高。尽管它还不是NASA的正式项目，但一经曝光，便引发了热议。按照设想，研究人员将在月球背面的天然陨坑中，利用机器人自动化操作，建造一台直径1公里的射电望远镜。这样一台望远镜的接收面积，将是目前地球上最大的单面射电望远镜“中国天眼”（FAST）的3倍。
在LCRT的概念中，研究人员这样写道：“（它）将改变人类对宇宙的看法。”
按照设想，LCRT可以观测到波长大于10米、频率低于30MHz的宇宙辐射。这个波长对应宇宙初期的“黑暗时代”，是宇宙刚刚开始的样子。天空中那些闪烁的星星都还没有诞生，宇宙中只有气体。天文学家对这个时期的事知道得很少。他们相信，有关“黑暗时代”的信息，隐藏在宇宙气体产生的超长波长的宇宙信号中。
地球上的射电望远镜无法观测到这些宇宙信号。以“中国天眼”（FAST）为例，波长超过4.3米、频率低于70MHz的信号，观测效果就会大打折扣。这是因为超长波会被地球大气层中的电离层反射。
此外，地球上的人造信号太多，会对射电望远镜造成干扰。手机通信、雷达、卫星等发出的人造信号比来自宇宙的信号要强几百万倍，对地面射电望远镜的观测环境有着很大的影响。
而月球是一道天然物理屏障，能屏蔽来自地球以及绕地卫星的无线电干扰。这样一来，望远镜捕捉到的就是观测目标发出的信号，更有利于天文学家们捕捉那些微弱的信号，加深对宇宙的理解。
根据观测波段的不同，天文望远镜可分为射电、光学、红外、紫外、X射线、伽马射线等不同类型。这些不同类型的望远镜当然都可以在月球上建造。为什么研究人员选择建造射电望远镜这样的庞然大物？
射电望远镜的观测波段可以从米级到亚毫米级，没有光学、红外等望远镜那么精密。在月球上造一个射电望远镜相对比较容易。
望远镜的“个头”也是一个不得不考虑的因素。其他波段的望远镜所观测的波长较短，口径不像射电望远镜那么大，所以这些望远镜如果想要有更好的观测效果，可以直接送到太空。比如哈勃空间望远镜就能获得比地表光学望远镜更加清晰的观测图景。送到月球上，未必比在太空中效果更好，还要思考如何实现软着陆，避免精密仪器受损。
要接收到超长波宇宙信号，LCRT就必须足够大。按照计划，LCRT直径为1公里。它将在一个直径为3公里的月球陨坑中建造。
作为对比，地球上最大的单面射电望远镜“中国天眼”的直径是500米，已经崩塌的阿雷西博射电望远镜的直径为305米。地球上的这两处射电望远镜都是在天然的碗状洼地中建造的。成千上万的反射板组成了望远镜的反射面。通过缆绳架在焦点上的接收器，测量底部反射面收集到的宇宙电波。
往月球背面运输大量建筑材料，几乎是天方夜谭。来自JPL的机器人技术专家、LCRT的领头人萨普塔实·班迪帕黑承认，他和他的团队只能把LCRT打造成最粗糙的版本——用金属丝线组网，代替金属反射板。
在月球背面找到合适的月球陨坑后，研究人员会用航天器将望远镜和安装设备双轴车运至月球。望远镜和双轴车分别在指定位置着陆后，经过展开、连接、固定等一系列步骤，完成望远镜安装。
LCRT概念图
利用刚拿到手的50万美元，研究团队将重新提炼任务清单，厘清LCRT的能力范围，同时列出可能面临的挑战。
研究团队面临的最大困难，将是金属丝线的组网设计。要保持这些丝线组网的抛物线形状、丝线间精确的空间，材料必须同时坚固、柔韧，还要足够轻便才能运到月球背面。
此外，月球表面的温差极大，最低零下173摄氏度到最高127摄氏度。研究团队必须保证组网材料能够承受住这种温差，不会发生因温度而导致弯曲变形，进而让望远镜失效。
望远镜建造过程是否全程自动化，还是需要一名宇航员在现场做决定。这也是研究团队正在考虑的问题。
也许正如美国前总统约翰·肯尼迪所言：我们选择去月球，不是因为它很容易，而是因为它很难。
班迪帕黑认为，LCRT方案光是一个概念，就已经催生出一些重大突破，特别是在机器人技术领域。专家要思考如何在地外天体，利用机器人自动化操作，铺设巨型人类造物。LCRT不一定被挑中，成为正式项目，但类似的技术极有可能应用于现实中。
橙柿互动·都市快报记者 金弘彬 综合报道
