射電望遠鏡拍攝月球第谷隕石坑錯綜複雜的細節

美國國家科學基金會的綠堤天文台（Green Bank Observatory）和美國國家射電天文台以及雷神情報與太空（Raytheon Intelligence and Space）公司發佈一張新的高分辨率月球圖像，這是綠堤射電望遠鏡使用的新雷達技術從地面拍攝的最高圖像。

新的第谷隕石坑圖像的分辨率接近5米乘5米，包含大約​​14億像素。該圖像覆蓋200公里乘175公里的區域，捕捉直徑86公里的整個隕石坑。這是至今為止在雷神公司的幫助下製作最大合成孔徑雷達（synthetic aperture radar）圖像。

綠堤射電望遠鏡是世界上最大完全可控射電望遠鏡，在2020年底配備雷神公司和綠堤射電望遠鏡開發的新技術，將雷達訊號傳輸到太空。從那時起，使用綠堤射電望遠鏡和甚長基線陣列射電望遠鏡的天線進行多次測試，重點是月球表面，包括第谷隕石坑和美國太空總署太陽神登陸月球的地點。

這種低功率雷達訊號如何轉化為我們可以看到的圖像？它是通過一個稱為合成孔徑雷達的過程完成。當每個脈衝由 綠堤射電望遠鏡發射時，從目標反射，在這種情況下是月球表面，接收和存儲。存儲的脈衝相互比較並分析以產生圖像。當目標在太空中移動時，接收器都在不斷移動。雖然你可能認為這會讓製作圖像變得更加困難，但它實際上會產生更重要的數據。

這種運動會導致雷達脈沖之間的細微差別。這些差異檢查並用於計算比靜態觀測可能更高的圖像分辨率，以及增加到目標距離的分辨率、目標移向或遠離接收器的速度，以及目標在視場內移動。以前從未以這種距離或分辨率記錄過這樣的雷達數據。這之前已經在幾百公里的距離上完成過，但不是在這個項目的數十萬公里範圍內，而且在這些距離上也沒有一米左右的高分辨率。這一切都需要大量的計算小時。大約十年前，從一個接收器中獲取其中一張圖像需要花費數月的計算時間，


【圖、文：節譯自美國國家射電天文台2021年9月21日新聞公佈】