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38万公里外找10厘米的针！中国如何用一束光撬动宇宙探索大门 激光测月新突破

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2025-08-18 12:00:02  光明网

在探索宇宙的过程中，中国科学家利用激光技术在38万公里外的月球上成功探测到了一个直径10厘米大小的反射镜，并接收到了它反射回来的信号。这一成就标志着中国成为继法国、德国和美国之后，第四个完成该测量的国家。

8月13日凌晨，中山大学天琴测距台站的研究团队将激光瞄准月球表面的一块反射镜NGLR-1，在几个小时内成功接收到数十组激光回波信号。这些激光回波来自安装在月表的角反射器，它们作为宇宙中的“参照物”，帮助科学家精确测量地球与月球之间的距离。通过地面观测站向放置在月球表面的角反射器发射激光脉冲，测量激光脉冲往返传播的时间，从而计算出地月距离。

类似的激光测月实验早在上世纪70年代就已在多个国家开展。当时使用的反射器由多个反射单元拼接而成，容易受到月球周期性摆动的影响，导致测量精度下降。而新一代月面角反射器是一个孔径为10厘米的实心单体，尽管反射截面积更小且回波更弱，但其测量精度更高。

探测这样一个目标非常困难。地月之间相距约38万公里，要找到一个直径仅10厘米的目标，难度相当于在航母甲板上寻找一粒细沙。此外，激光穿过大气层时会被大幅削弱，发出的上千亿光子中最终返回的可能只有个位数，且信号极其微弱。科研团队必须使用高度灵敏的单光子探测器，在噪声背景中准确识别这些信号才能完成测量。

作为“天琴计划”的一部分，未来科学家将继续收集反射器数据，积累高精度的地月测距数据，用于研究引力、地月系统演化等，并为未来的太空引力波探测打下基础。

(责任编辑：zhangxiaohua)
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