美国宇航局的阿尔忒弥斯月球望远镜可以以前所未有的细节探索宇宙

月球长基线光学成像干涉仪的图形描述：阿尔忒弥斯启用的恒星成像仪（AeSI）。图片来源：肯尼斯·卡彭特

美国宇航局关于月球干涉成像设施的提议旨在彻底改变天体物理学研究，利用阿尔忒弥斯计划的基础设施以前所未有的细节研究天体现象。

美国宇航局重返月球为采取实际步骤以实现高影响力的科学能力提供了重要机会。一个明显的候选者是在可见光和紫外波长下进行极高分辨率的干涉成像。这可以解析恒星的表面，探测新生恒星和黑洞周围的内部吸积盘，并开始解决最近系外行星表面特征和天气模式的技术之旅。

一个完全开发的设施将是庞大而昂贵的，但它不需要以这种方式开始。这些技术可以在短基线上用 2 或 3 个小型望远镜进行开发和测试。一旦技术得到发展，基线可以延长，可以插入更大的望远镜，并且可以增加望远镜的数量。这些升级中的每一个都可以在对系统其余部分的干扰最小的情况下完成。

NIAC支持提案

因此，我们请求NIAC支持，以研究与阿尔忒弥斯计划一起在月球表面建造高分辨率、长基线光学成像干涉仪的细节。1996年的一项研究考察了在月球表面放置千米大小的干涉仪与将它们设计为开放空间的自由飞行器之间的权衡。他们得出的结论是，在月球表面没有预先存在的人类基础设施来提供电力和持续维护的情况下，最好是追求天基自由飞行器。

月球干涉仪的优点

因此，以前对太空干涉仪的研究集中在自由飞行设计上。然而，既然在阿尔忒弥斯计划下可以预见到月球基础设施，那么我们研究在月球表面建造干涉仪是令人信服和及时的。我们的目标是与2003-2005年美国宇航局愿景任务研究期间对大型基线自由飞行干涉仪进行的相同水平的详细研究，以便为利用这种月球基础设施做好准备。

潜在的科学和社会影响

我们对月球表面干涉仪的研究将是向月球上的更大阵列和太空自由飞行迈出的一大步，涵盖各种波长和科学主题。鉴于我们的空间技术和人类探索计划的当前和预期状态，它将决定是否更好地追求月球表面或深空的设计。

我们设想天体物理学（研究恒星磁活动、活动星系的原子核、多种尺度的动力学）和设计这样一个设施的进步，通过确定将来自月球表面可变阵列配置的光束组合在一起的可变长度光学延迟线的最佳方法，研究各种尺寸的单个镜像元件的优缺点，并找到满足任务技术和科学目标的最佳尺寸。

我们还将制定一项计划，利用人类和机器人的混合支持，随着时间的推移维护和发展设施。这个月球设施将促进技术进步，不仅有助于实现紫外光学干涉仪，还有助于实现其他大空间干涉仪，如黑洞成像仪（X射线，黑洞事件视界），生命探测器（寻找生命迹象）和行星成像仪（成像其他恒星周围的类地行星）。

在月球上建造这样的大型设施，与载人航天计划以及由此完成的科学研究相结合，将引起公众和社区的巨大兴趣，就像航天飞机计划和哈勃太空望远镜项目之间的合作一样。

最后，这种努力将使人们再次梦想——并记住，即使面对困难时期，我们也可以做伟大的事情。我们的研究将有助于将注意力集中在宇宙的壮丽上，以及如果人类共同努力，他们可以做些什么。我们的项目将激发一代又一代未来的科学、技术、工程、艺术、数学（STEAM）工作者的热情，他们将受到这一大胆愿景的启发。