每个人都喜欢给月球拍照。无论是用手机，还是通过天文摄影的奇观，拍摄月球都会让我们想起宇宙的奇妙和壮观。但是，尽管我们可以从地球上拍摄到令人惊叹的整个月球的图像，但考虑到我们距离这个最近的天体邻居有384400公里远，要获得月球表面的特写图像是极其困难的。这是因为，我们越是试图放大它的表面，图像就会变得越模糊或像素化。本质上讲，图像的分辨率会变得越来越差。但是，如果我们可以直接从地球上拍摄高分辨率的月球表面图像，而不是依赖目前在月球轨道上的卫星为我们拍摄这些图像，会怎么样？
上图：第谷陨石坑地面的原型雷达图像放大，分辨率为5米。
从地球上拍摄高分辨率图像正是由美国国家射电天文台（NRAO）、绿岸天文台（GBO）和雷神情报与空间公司（RIS）的科学家和工程师组成的合作团队，利用国家科学基金会的绿岸望远镜（GBT）和甚长基线阵列（VLBA）所开始做的事情。通过他们的努力，GBT（目前世界上最大的全可控射电望远镜）可能会成为下一代大功率行星雷达系统的基地，供科学家用于研究太阳系内的行星、卫星，甚至小行星。
原型雷达由 RIS 开发的低功率发射器组成，使用 GBT 进行测试，目标是月球表面，雷达信号反射回来，由 NRAO 的10个25米 VLBA 天线接收。最值得注意的是，在13.9 GHz的频率下，发射器只能产生700瓦的功率，低于标准的厨房微波炉 800-1000 瓦的功率。原型雷达还成像了第谷陨石坑（Tycho Crater），它位于月球的南半球，直径约85公里，5米的分辨率揭示了陨石坑底部令人难以置信的细节。
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上图：从地球上拍摄的第谷陨石坑原型雷达图像。
GBO和NRAO联合雷达部门负责人帕特里克·泰勒（Patrick Taylor）在一份声明中说：“到目前为止，我们能够用比普通家用电器更少的电力捕捉到遥远的东西，这真是太令人惊讶了。”
上图：第谷陨石坑地面的原型雷达图像放大，分辨率为5米。
帕特里克·泰勒于2023年1月在华盛顿州西雅图举行的美国天文学会第241次会议上发表了这款原型雷达的发现，题为“绿岸望远镜上的下一代行星雷达”，在那里他展示了2020年至2021年期间月球表面的雷达图像和其他发现。
帕特里克·泰勒在他的演讲中将第谷陨石坑的图像描述为“ …… 陨石坑底部的某种线性或多边形特征，表明你可以开始从地面（地球）上使用这些图像来进行地质学研究”。他还展示了一张阿波罗15号着陆点的雷达图像，分辨率达到了惊人的1.25米，他称这是“有史以来从地面拍摄的最高分辨率的月球图像”。
作为对比，月球勘测轨道器（LRO）上的月球勘测轨道器相机（LROC）可以拍摄分辨率高达0.5米的月球表面图像，这意味着这个原型雷达可以从地球上拍摄月球表面的图像，几乎和目前环绕月球运行的卫星一样！
除了月球图像，原型雷达还在2021年探测到一颗被称为“（231937）2001 FO32”的“潜在危险”小行星，由于它的大小，直径约1公里，以及它距离地球的距离，在这种情况下，只有200多万公里远，因此被标记为“潜在危险”。这颗小行星的发现，似乎是他们数据中的一个峰值。
上图：雷神情报与太空公司（RIS）的原型雷达系统安装在绿岸望远镜100米收集盘上方的主聚焦臂上。
帕特里克·泰勒在演讲中说：“虽然它和月球的图像不一样。但从那个小小尖峰，你可以计算出这个物体移动的速度，你可以计算出它的轨道，你可以计算出它未来的轨迹，你可以确定它的撞击风险，你可以评估它有多大的威胁，你可以限制它的自旋状态，它的大小，它的组成，它的散射特性，等等。所以，尽管它看起来不太像，但一个小小的探测可以告诉你很多关于小行星特征的信息。因此，从中得到的主要收获是，我们能够探测到一颗比月球远5倍的小行星，而且使用的功率比微波炉还小，这非常令人印象深刻。”
上图：绿岸望远镜及其100米收集盘。
下一步的工作包括，将雷达功率扩大到500千瓦，这几乎是目前原型机700瓦功率的1000倍，该旗舰系统的设计工作正在进行中，将使用 VLBA 和未来的下一代甚大阵列（ngVLA）作为地面接收机。
这种雷达还可能探测到所谓的地月空间（也称为高地球轨道空间）中的物体，希望在未来几年我们将人类送回月球时，可以保护未来的月球宇航员和航天器。
除了潜在的行星防御能力外，GBO 未来的雷达系统还可以用于行星科学目的，包括成像、天体测量以及太阳系内行星物体的物理和动力学特征。
在未来的几年和几十年里，GBO 的新雷达系统将会有哪些令人兴奋的太阳系发现？只有时间会证明，这就是为什么我们要科学！
像往常一样，继续做科学，继续向上看！
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