月球背面射电望远镜：竞速建造的最后机会

背景：地球无线电干扰与月球背面的宁静

1977年，位于俄亥俄州的大耳朵射电望远镜捕捉到一段持续72秒的强窄带信号，被称为“Wow！”信号。至今它的起源仍是未解之谜。然而，如果那段信号在今天出现，它很可能被淹没在人类自身制造的无线电噪声中——卫星通信、雷达、手机基站、广播等各类射频干扰已将地球的电磁环境变得极度嘈杂。此外，地球电离层对低频无线电波有部分屏蔽作用，使得从地面探测宇宙中的微弱信号更加困难。

为了摆脱这些干扰，天文学家长期将目光投向太阳系中最后一块尚未被人类无线电污染的区域——月球背面。月球背面永远背对地球，被月球本体自然屏蔽了来自地球的电磁波，是建造射电望远镜的理想场所。但这份宁静并非永恒：预计到2030年，随着各国月球探测计划的推进，月球轨道器和着陆器将越来越多，无线电频率干扰（RFI）会逐渐蔓延至月球背面。科学家们意识到，必须在此之前完成部署，否则将永远失去这一天然屏蔽优势。

LFT3任务：目标与科学回报

一篇由牛津大学David DeBoer领衔、发表于arXiv预印本的新论文，详细阐述了名为“月球背面瞬变源与技术望远镜”（Lunar Farside Transients and Technology Telescope，简称LFT3）的任务概念。该计划拟利用NASA的商业月球有效载荷服务（CLPS）项目，以约1.5亿美元的成本，在2020年代末将一台先进射电天线送至月球背面，展开为期约20周的观测。

LFT3的科学目标分为三个层次：

• 搜寻技术印记（technosignatures），即可能由外星文明活动产生的无线电信号，例如“Wow！”信号类似的未知模式。该任务获得了“突破聆听”（Breakthrough Listen）计划的支持，后者是全球最大的搜寻地外智能项目。
• 探测系外行星的极光。当行星磁场与恒星风相互作用时，会产生特定频率的射电辐射，这种信号不仅能揭示行星的磁场环境，还可能与行星的宜居性相关。
• 观测快速射电暴（FRB）和长周期瞬变源。在射频宁静的月球背面，这些跨越宇宙距离的爆发信号将更清晰、更易被捕捉。

工程挑战：极端环境与数据瓶颈

月球背面面临严苛的环境考验。LFT3需在月球昼夜交替中生存：白天气温高达120°C（248°F），夜间骤降至-130°C（-202°F），温差超过250°C。虽然现代航天工程已有应对此类极端温度的技术方案，但任务还需解决另一个关键问题——数据传输带宽。

由于月球背面与地球之间没有直接视线，LFT3必须依赖一颗中继卫星将数据传回地球。然而，当前月球基础设施所能提供的数据传输速率非常有限，每月上限约为100GB。这一容量对于传送高分辨率FRB或系外行星极光观测数据来说远远不够。为了突破瓶颈，任务团队计划在望远镜端进行大量预处理和滤波，只将经过多次校验的高度相关数据回传。这要求搭载足够强大的抗辐射计算设备，而这在深空任务中已是常用技术。

紧迫的时间窗口：2030年的最后期限

目前LFT3尚未获得正式资助，但相对低廉的1.5亿美元造价使其在竞争性经费中具有一定吸引力。论文作者强调，随着各国月球探测计划的快速推进，月球背面的无线电宁静窗口正加速关闭。一旦第一批永久性月球基地或通信中继站部署落成，包括LFT3在内的任何后续射电望远镜都将面临与地面设施类似的干扰问题。

因此，天文学界正与时间赛跑。如果能在未来几年内推动LFT3立项并发射，人类将有机会在月球背面建立一座真正纯净的“宇宙监听站”——不仅有机会重温“Wow！”信号的谜题，更可能开启射电天文学全新的探测维度。

（注：本文基于2026年8月19日发布在Phys.org上的报道，原文作者Andy Tomaswick，内容经科学编辑团队审核。）

原标题：Racing to build a radio telescope on the moon。 来源：phys.org。

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