47億千米距離上的追蹤
——研究團隊成功測量到即將飛掠冥王星的“新地平線”探測器多普勒速度

經過逾3個半小時的焦慮等待，來自中科院國家天文臺/上海天文臺、西安衛(wèi)星測控中心宇航動力學國家重點實驗室、東南大學、武漢大學、北京師范大學的研究人員組成的行星無線電科學合作研究團隊成員們，使用我國66 m口徑的射電天線深空站指向冥王星，在距其約47億千米之外迎來了一個激動人心的時刻。2015年6月11日北京時間凌晨1 h 10 min 20 s，信號監(jiān)視顯示屏幕和行星無線電科學接收機的第二個通道上同時出現了一個微弱的尖峰，并隨著時間推移慢慢移動。第二天的進一步觀測確認這個尖峰一天中移動了約14 kHz左右，與飛往冥王星的新地平線探測器速度的理論變化規(guī)律一致。而這一次的測量，電磁波信號從地球到探測器，再從探測器到地球，往返飛行達到8小時45分鐘以上，著實讓在場的同事們體驗了一回“讓子彈飛”的感覺。

“新地平線號”探測器是美國國家航空航天局于2006年1月19日發(fā)射升空的深空探測器，其主要任務是探測冥王星及其最大的衛(wèi)星卡戎和位于柯伊柏帶的小行星群。將于今年7月14—15日飛掠冥王星系統(tǒng)，屆時距離冥王星最近距離約1萬千米。合作團隊在兩天內成功獲得了6個多小時的三向多普勒數據，圖2中顯示了2015年6月11日的多普勒測量結果。盡管當時在天線口面只有-228 dBm的微弱信號，在1秒鐘積分采樣間隔的序列中仍然實現了0.030 Hz的分辨能力，實證了我國深空多普勒測量能力從4億千米達到47億千米的飛躍。這些數據表明，我國設備的深空多普勒測量數據的分辨能力可以滿足飛掠階段的高精度追蹤，并且用于對冥王星和衛(wèi)星卡戎質量的精確估計研究。

撰稿：

平勁松

中國科學院國家天文臺

簡念川

中國科學院上海天文臺

張?zhí)硪?/p>

東南大學信息學院射光所

張建輝

西安衛(wèi)星測控中心佳木斯航天測控站

圖1 信號頻譜

圖2 我國深空站實測新地平線實測載波多普勒變化曲線

[責任編輯：宋宏]

2095-7777(2015)02-0192-01

10.15982/j.issn.2095-7777.2015.02.015