北京時間 1 月 27 日消息，據國外媒體報道，當 60 歲的阿雷西博望遠鏡在 2020 年倒塌時，我們不僅失去了世界上最杰出的射電望遠鏡，我們的射電天文學的未來也遭受了沉重打擊。阿雷西博是有點年代久遠，但它也具有獨特的能力，非常適合研究重力波，以及在小行星掠過地球時，繪制它們的表面地圖。

現在，世界各地的射電天文學家都在討論下一步該怎么辦。要不要重建阿雷西博呢?如果重建的話，錢從哪里來呢?

回答這些問題沒那么容易，但討論仍在進行中。不過，有關另一個革命性射電望遠鏡的初步計劃每天都在向前推進。有趣的是，這些討論讓 NASA 開始重新審視五十多年前提出的一個大膽建議：在月球背面建造一臺巨大的射電望遠鏡。

阿雷西博望遠鏡建在波多黎各的一個自然天坑內。天然的地理優勢給阿雷西博的設計帶來諸多便利。同樣地，天文學家可以利用已有的月球隕石坑，以(相對)低的成本，在月球上建造射電望遠鏡。太空巖石的撞擊已經為我們做好了挖掘工作。另外，和地球上不一樣的是，月球上沒有天氣變化，也沒有狂風，不會加速設備的腐蝕。再者，月球表面的引力也更弱。

月球上的阿雷西博

這個幾十年前提出的建議來自月球科學家理查德 · 馮德拉克。登月計劃期間，馮德拉克曾就職于阿波羅科學運營中心。他曾提議，利用月球隕石坑，來建造類似波多黎各的阿雷西博般的射電望遠鏡。設計圖中展示的是月球上的三臺望遠鏡如何單獨使用，或組合在一起構成一組巨大的設備。

早在上世紀六十年代，天文學家就開始尋思在月球背面建造射電望遠鏡。由于月球背面總是背對著地球，這便意味著整個月球好似一個天然屏障，可以屏蔽來自地球的持續無線電干擾。這創造了一個十分理想的環境：理論上，科學家可以在這里通過無線波長觀測宇宙。在地球上——哪怕是在地球軌道上，想要分析這些無線波長，都十分困難。

不過，月球上的阿雷西博可不止是波多黎各的阿雷西博的后繼者。這個前提，類似于天文學家決定替換哈勃太空望遠鏡的方式。天文學家并沒有復刻原來的設備，而是決定設計開發一個完全不同的設備。詹姆斯 · 韋伯空間望遠鏡確實借鑒了哈勃望遠鏡工作期間積累的經驗。但是，韋伯空間望遠鏡主要是通過紅外光研究宇宙，而哈勃望遠鏡則側重可見光和紫外光。光譜變化意味著，韋伯空間望遠鏡將能夠以無懈可擊的細節，深入探索先前未曾觸及的宇宙。

在月球上建造大型射電望遠鏡的道理也是如此。盡管過去六十年多年來，阿雷西博一直在協助研究厘米和毫米級的無線電波，但月球射電望遠鏡可以觀測波長在一米以上的電波。在地球上，天文學家可做不到這些。

假如我們真的在月球上建造了一臺阿雷西博般的望遠鏡，那么這臺新設備或許可以發現許多奇異的宇宙現象，比如遙遠的類地系外行星周圍的極光。最迷人的是，新設備或許還可以檢測到來自宇宙初期(即恒星和星系誕生之前)的無線電信號。

1986 年的提議描繪了一個懸掛在月球隕石坑之內纜線系統，可以讓天文學家在月球上建造一臺阿雷西博式望遠鏡。

1986 年，著名的天文學家弗蘭克 · 德雷克在 NASA 的一次會議上，提出在月球上建造 “阿雷西博式甚大望遠鏡”的建議。德雷克認為，利用月球隕石坑可以最大程度地減少建造大型結構要素所需的條件。他還表示，整個工程大概只需要面板、平臺和大量的纜線。

月球上也不缺隕石坑。想要找到一個邊緣足夠堅固，可以用作望遠鏡支撐纜線錨點的隕石坑，也相對容易。為了固定阿雷西博望遠鏡的支撐纜線，工程師設計了幾個造價昂貴的塔架。但是借助隕石坑，我們就不需要再花大價錢去建造塔架。(事實上，阿雷西博望遠鏡在 2020 年倒塌正是因為固定在塔架上的纜線脫落，砸壞了望遠鏡。)

“合理的天坑和隕石坑橫截面可以很好地滿足這一需求。”德雷克寫道，“在這種情況下，我們可以節省大量成本和材料。我們可以用這種方式，在月球或地球上建造阿雷西博式望遠鏡，并且成本比阿雷西博的實際成本要低很多。”

月球隕石坑射電望遠鏡

用機器人建造月球隕石坑射電望遠鏡的概念圖。

最近幾年，NASA 對這些想法的支持似乎達到了新的高度。NASA 甚至還出資對幾個早期方案進行研究，以探索在月球上建造阿雷西博式望遠鏡的可能性。在這些方案中，月球隕石坑射電望遠鏡讓人們想起了幾十年前德雷克等人提出的相同建議。

但是，與之前的任務設計者所想象的不同，建造最新迭代版本的月球望遠鏡，不需要宇航員親自動手。噴氣推進實驗室的機器人技術專家 Saptarshi Bandyopadhyay，也是月球隕石坑射電望遠鏡項目團隊的負責人。Bandyopadhyay 表示，他們打算用簡單的月球車來建造望遠鏡。這個月球車，跟 NASA 之前設計的那些類似。

項目團隊將發射一個滿載著月球車的航天器，著陸在隕石坑外圍。接著，這些月球車會取回支撐纜線，再把纜線拉到隕石坑邊緣，然后拼出一個跨度約 1 公里的網狀系統。只不過，整套裝置必須能夠全部塞進單個月球著陸航天器內，比如藍色起源的 “藍月亮”。

比起宇航員，用機器人建造望遠鏡，可以幫助團隊節省一大筆資金。任何涉及宇航員的任務都需要大量且昂貴的安全預防措施。每個潛在問題都需要額外的檢查，需要精心設計的防護措施。例如，鋒利的邊緣可能會劃破宇航服。所以，載人飛行中必須避免一切邊緣鋒利的東西。但是弧形邊緣又不利于最大化利用貨艙空間;而在向月球運送機器人時，你又必須得好好利用貨艙空間。

NASA 已經開始測試一種名為 “DuAxel”的多功能月球車，可以用于執行多個不同的月球任務。其中一個功能是，DuAxel 可以攀爬隕石坑。而且額外的好處是，DuAxel 相對便宜。

Bandyopadhyay 說：“如果我們派出十臺月球車，然后兩臺損壞;這不是問題。雖然兩臺損壞了，但剩下的八臺月球車仍可以工作。換了宇航員的話，這事情就不一樣了。”

月球車在隕石坑內工作的概念圖。

但是，即便機器建筑工人具備這種種的潛在優勢，目前該技術的成本也使得任務難以實現。Bandyopadhyay 估計，在月球上建造一臺射電望遠鏡的成本可能高達數十億美元。這也是他的團隊正在嘗試開發一種新的纜線和網狀結構的原因。新的結構預期會比現在的方案便宜許多。月球隕石坑射電望遠鏡的初步研究先是得到了 NASA Innovative Advanced Concepts(NIAC)項目的 12 萬美元資金支持。他們的下一步任務計劃是讓工程師著手開發網狀結構。Bandyopadhyay 說，他的團隊希望可以在今年春季發布團隊的初步研究結果。

他說：“我們現在有一個很好的設計，也具備可行性。如果我們有 40 或 50 億美元的話，我們明天就可以啟動項目。”

盡管充滿熱情，但 Bandyopadhyay 并不認為，在不遠的將來，我們能夠看到月球上架起一臺阿雷西博式望遠鏡。畢竟，科學發展往往需要時間。

“如果我能在退休之前，看到我們在月球上部署這臺望遠鏡，我一定會感到非常驚訝。但是，我現在還是一個非常年輕的科學家。”Bandyopadhyay 說，“做這些事情很有難度。我們希望解決的問題也非常難。一切都很難。但是，如果事情很容易的話，我們早就去月球造望遠鏡了。”

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