为什么天文学家想要在月球的黑暗面放置望远镜

尽管月球的暗面有其名字，但它却是观察宇宙的绝佳位置。在地球上，来自太空最深处的无线电信号以及人类自己的电子信号都被大气层所遮蔽，但月球的背面却不存在这些问题。正因为如此，在那里建立一个观察点可以让人们畅通无阻地观察宇宙历史的一些早期时刻——尤其是被称为宇宙黑暗时代的 4 亿年，当时早期的等离子体冷却到足以开始形成质子和电子，最终形成氢。

经过多年的开发和测试，这样的观测站最早将于 2026 年投入使用，这在一定程度上要归功于加利福尼亚州劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员。

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该团队目前正在与美国国家航空航天局、美国能源部和明尼苏达大学合作开展一项名为“月球表面电磁学实验之夜”（LuSEE-Night）的探索者项目。该射电望远镜将搭载在私人太空公司 Firefly Aerospace 的月球着陆器“蓝色幽灵”上发射，作为该公司第二次月球旅行的一部分。到达指定位置后，“蓝色幽灵”将与 Firefly 的 Elytra 太空飞行器分离，然后前往月球黑暗面有史以来到达的最远地点。

“如果你在月球的背面，你就会有一个原始的、无线电静默的环境，你可以尝试从那里探测到来自黑暗时代的信号，”伯克利实验室的博士后研究员 Kaja Rotermund 在 9 月 26 日的项目更新中说道。“LuSEE-Night 的任务是展示我们是否可以从我们从未去过的地方以及我们从未能够观察到的频率范围进行此类观测。”

更具体地说，LuSEE-Night 将配备由伯克利实验室团队设计的专用天线，用于收听 0.5 至 50 兆赫之间的频率。为了实现这一点，天线和其蓝色幽灵运输工具都需要能够承受月球背面的极端温度，温度范围可能在 -280 至 250 华氏度之间。然而，由于其位于月球的屏蔽位置，LuSEE-Night 还需要将其发现传送到轨道卫星，然后将信息传回地球。

伯克利实验室天线项目负责人 Aritoki Suzuki 在最近的更新中解释道：“单单将科学仪器降落到月球背面的工程设计就是一项巨大的成就。如果我们能够证明这是可能的——我们可以到达那里、部署并度过夜晚——那么这将为社区和未来的实验开辟道路。”

如果成功的话，LuSEE-Night 可以提供鲜为人知的黑暗时代的数据，这些数据打破了其他可观测的时代，例如宇宙的一些最早时刻，以及恒星开始形成后的较近时刻。

据伯克利实验室称，该团队最近成功完成了技术审查，目前正在构建用于月球的飞行模型。着陆后，LuSEE-Night 将从 2026 年开始在大约 18 个月内观察黑暗时代的浩瀚星空。