解读：中国复眼是什么？附中国复眼作用与意义

很多朋友都很熟悉“五百米口径球面射电望远镜(FAST)”，这是500米口径球面射电望远镜(FAST)的别称，但你可能不知道，北京理工大学正在重庆分阶段打造巨型“中国复眼”。

中国已经拥有世界上最大的“天空之眼”。为什么要造“复眼”？这个“复眼”和“天眼”有什么区别？我们用它做什么？会比《天空之眼》更厉害吗？

\"五百米口径球面射电望远镜(FAST)\"

与五百米口径球面射电望远镜(FAST)不同，中国复眼不是射电望远镜。其全称是“超级分布式孔径雷达高分辨率深空空主动观测设施项目”，简称“分布式雷达”。顾名思义，它是由许多雷达天线组成的天文观测阵列。这些雷达可以独立工作，也可以合作探测更远更小的天体。

“五百米口径球面射电望远镜(FAST)”是一个直径为500米的巨型射电天文望远镜，而“复眼”由20多个“小型”天文雷达组成，其中最大的直径只有30米左右。所有天线的等效口径只相当于一个直径100米的大天线，相比FAST简直“弱爆了”。

“中国复眼”是一套雷达天线阵列。

不仅孔径比的“天空之眼”当量太小，我们正在构建的“复眼”也是一个近视眼。它只能看清1.5亿公里(相当于地球到太阳的距离)范围内的东西，更远的距离就模糊了。相比之下，“五百米口径球面射电望远镜(FAST)”可以接收到几十万光年之外的信号！

为什么会这样呢？是不是“复眼”不如“天眼”，国内的望远镜越来越差？不是这样的。平心而论，“中国复眼”建成后将是世界上最先进的分布式雷达系统，用于观测太阳系内的天体。它比《田燕》尖锐得多。

五百米口径球面射电望远镜(FAST)是一种射电望远镜，只能“看”——通过接收远处天体发出的电磁信号，分析这些天体的特征。如果天体不发射电磁波或者发射的电磁波不够强，“天空之眼”就看不到，所以用FAST很难观测到火星，更不用说用它来跟踪太阳系中数亿颗小行星了。

雷达通过接收反射波来探测物体。

与单纯接收电磁波的射电望远镜不同，雷达可以利用发射器发射电磁信号，就像黑夜中的探照灯一样。通过接收目标反射的电磁波，雷达可以发现目标，并分析其形状、表面细节和移动速度。

但雷达波的能量会随着传输距离的增加而扩散稀释。距离越远，单位面积的信号越弱。信号的强度与距离的平方成反比，从目标反射回来的信号也要经历同样的能量衰减过程。在理想状态下，雷达接收到的信号遵循逆四次方-平方反比再平方反比的规律。

平方反比定律

在一定距离的情况下，为了接收到足够清晰的信号，我们需要做到以下几点:

1.增加电磁波的发射功率；

2.增加接收器反射器的面积；

3.提高接收机的灵敏度。

由于制造单个巨型雷达极其困难，科学家们借鉴昆虫“复眼”的原理，用许多大功率、高灵敏度的雷达组成“天线阵列”，利用分布式技术实现巨型雷达的效果。

雷达阵列相当于昆虫的复眼。

“五百米口径球面射电望远镜(FAST)”是“远视”，主要用于接收数千光年外的恒星、星云和脉冲星的信号；“中国的复眼”主要用来“近看”。它对几千万公里范围内可能对地球构成威胁的小行星进行拍照，测量它们的大小和轨迹，判断它们何时可能与地球相遇，以便我们提前做好准备，避免恐龙灭绝的悲剧再次发生。

分布式天文雷达还可以观测金星、火星和木星等行星。事实上，前苏联的冥王星和美国的阿雷西博天文台都是用电磁波对这些行星成像的。可惜这些雷达都退出了历史舞台。目前世界上最大的天文雷达是美国GoldSi Tong的70米孔径太阳系雷达。

建设中的“中国复眼”天文雷达

除了天文研究和小行星防御任务，中国复眼还可以利用其强大的雷达阵列密切监视地球轨道上的航天器和Tai 空垃圾。由于地球的自转，我们无法在黑夜中用光学望远镜监视头顶的卫星，而雷达自带“探照灯”。它不受光的影响，电磁波也不会被乌云和雾霾阻挡，因此可以观测到数百千米高空厘米大小的物体。任何危险地靠近我们的卫星和空站的物体都可以被及时发现，并采取措施摧毁或避免它。

至此，我们再做一个回顾:

“五百米口径球面射电望远镜(FAST)”是世界上最大的球面射电望远镜，是探索和研究宇宙的大型科学设备。“中国复眼”将成为世界上最大的分布式天文雷达。除了观测行星，发现有威胁的近地小行星，它还可以监测Tai 空垃圾和那些“不速之客”，为我们的飞船保驾护航。

未来，“田燕”还可以与“复眼”携手合作，利用其超大、超灵敏的天线接收“复眼”的雷达波反射信号，为我国的Tai 空探测任务做出贡献。