超长基线、超高空间分辨率 我国探月“爱神”LOVEX新进展

近日，我国科研团队成功构建国际上首个月球轨道VLBI（甚长基线干涉测量）系统，并于近期在月-地长基线上成功检测到天体射电辐射与航天器信号的干涉条纹。该系统所有在轨设备运行状态良好，性能指标全面满足设计要求，为超高分辨率射电天文学和精确航天器跟踪开辟了新的可能性。

中国科学院上海天文台科研人员牵头负责的月球轨道VLBI试验系统（LOVEX，Lunar Orbital VLBI EXperiment）是中国月球探测工程嫦娥七号的一个科学组成部分。

LOVEX充分利用嫦娥七号鹊桥二号中继星平台及其相关设备（包括4.2米口径X波段天线、固存和S/Ka波段通信系统等），并在鹊桥二号搭载VLBI专用设备，建立了国际上首个月球轨道VLBI系统。LOVEX与地面VLBI台站联合观测，构成的月地基线空间VLBI网，具有38万千米超长基线、超高空间分辨率，可开展深空探测器精密测定轨和具有重大科学意义的天文观测研究。

VLBI专用载荷设备由上海天文台牵头负责，联合国内多家航天电子技术单位共同完成研制。主要设备包括X波段低温接收机及制冷机控制单元（如下图a,c,d）、被动氢原子钟（b）、变频和数据采集后端（f）、VLBI馈源、波束波段及电缆组件等。鹊桥二号中继星于2024年3月20日发射，并成功进入椭圆环月轨道，目前运行于近月点300公里、远月点16万公里的稳定轨道。VLBI设备经过单机测试，各项指标满足要求。

▲主要的VLBI专用载荷设备

LOVEX首次VLBI实验观测天体为类星体AO 0235+164，该目标源是已知明亮的耀变体，具有强烈的射电辐射和极端亮温度，位于月球轨道平面附近，月地投影基线变化较大，是验证LOVEX探测极限的理想目标。

LOVEX联合上海天马、昆明、南山等地面望远镜于2024年10月18日首次在0.37倍地球直径的投影基线上探测到该源的干涉条纹。2025年1月23日，在5.5倍地球直径基线上实现512MHz全带宽观测，数据质量显著提升，这些结果验证了LOVEX具有探测亚毫角秒尺度结构的能力。

LOVEX还成功应用于深空探测领域，对地月L2点的嫦娥六号轨道器进行了精密定轨，展示了该系统在前沿天文研究与我国深空探测能力的双重价值，体现了我国在空间科学仪器研发和天文观测技术的创新能力。

LOVEX是第一个由一个国家独立完成的空间VLBI系统。LOVEX成功检测到天体射电辐射和航天器信号在月-地基线的干涉条纹，显示了该系统各项设备运行正常，各项性能和指标满足要求，整个系统是成功的。为超高分辨率射电天文学和精确航天器跟踪开辟了新的可能性。

LOVEX是世界上第四个运行的空间VLBI项目。LOVEX具有以下创新特点：

• 最长的干涉基线，达到约38万千米；

• 在所有空间VLBI系统中，观测带宽最宽（512MHz），数据速率最高（2Gbps）；

• 工作在X波段（深空通信频段），实现了空间-地球基线上首次对深空探测器的VLBI测量试验；

• 在太空任务环境中首次实现对原始VLBI数据的机载存储；

• 第一次将高精度被动氢原子钟用于SVLBI。

随着数据收集的继续和科学分析的进展，LOVEX有望提供对天文环境的深入了解，并为未来深空探测能力的提升作出更大贡献。

来源：中央广播电视总台

责任编辑：宋同舟