当已有60年历史的阿雷西博天文台倒塌时，这次崩溃不仅摧毁了世界上最杰出的射电望远镜之一，也对射电天文学的未来造成了巨大打击。阿雷西博可能已经老旧，但它也拥有独特的能力，使其非常适合研究引力波等事物，以及绘制小行星表面。
现在，世界各地的射电天文学家正在争论下一步该怎么走。应该重新建造阿雷西博吗？如果可以，资金从何而来？
这些问题没有简单的答案，但讨论正在进行。另一台革命性射电望远镜的初步计划正在每天稳步推进。有趣的是，这些讨论促使美国宇航局重新考虑了一个半个世纪前就提出的宏伟设想：在月球远端建造一台庞大的射电望远镜。
阿雷西博的设计得益于建在波多黎各一个天然的陷落坑中。同样，天文学家也可以利用现有的月球陨石坑在月球上建造射电望远镜，（相对而言）成本较低；撞击月球的岩石已经为他们完成了挖掘工作。与地球不同，月球没有天气或风会加速侵蚀。即使是引力本身在月球表面的拉力也更小。
月球上的阿雷西博
这是月球科学家理查德·冯德拉克（Richard Vondrak）一项数十年前的设想，他在登月计划期间曾在阿波罗科学运行中心工作。他提议利用月球陨石坑建造像波多黎各阿雷西博天文台这样的射电望远镜。这里艺术家概念图展示了如何单独使用三个望远镜或将它们组合起来创建一个巨大的仪器。（来源：NASA提供）
NASA供图
早在20世纪60年代，天文学家就想在月球的远端建造一座射电望远镜。这是因为月球远端始终背对着地球，这意味着整个月球就像一个盾牌，可以屏蔽地球上发出的嘈杂无线电噪音。这创造了一个环境，科学家们理论上可以在地球上甚至在轨道上都无法轻松分析的波长下观测宇宙。
然而，月球上的阿雷西博将不仅仅是替代品。这个前提与天文学家决定替换哈勃太空望远镜的方式类似。社区没有复制原来的望远镜，而是接受了建造全新事物的想法。詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）确实利用了从哈勃服役中获得的经验。但JWST是专门为主要通过红外光研究宇宙而建造的，而哈勃则专注于可见光和紫外线。这种光谱的变化意味着JWST将能够以完美的细节研究宇宙以前未探索的方面。
在月球上建造大型射电望远镜也是如此。虽然阿雷西博花了半个多世纪的时间研究厘米和毫米尺度的无线电波，但月球上的射电望远镜可以监测大于一米的波长，这是地球上的天文学家无法做到的。
如果月球上建造了一个类似阿雷西博的天文台，它有可能探测到许多奇异的宇宙现象，例如遥远的类地系外行星周围的极光。最吸引人的是，它甚至可能捕捉到宇宙早期、在第一颗恒星和星系诞生之前的无线电信号。
1986年的一项提议建议，悬挂在月球陨石坑内的电缆系统可以让天文学家在月球上建造阿雷西博式望远镜。（来源：NASA）
美国宇航局
世界知名的天文学家弗兰克·德雷克（Frank Drake）甚至曾在1986年的一次美国宇航局会议上提出在月球上建造“超大型阿雷西博式望远镜”的设想。德雷克认为，利用月球陨石坑将最大限度地减少建造大型结构件的需求。他建议，一些面板、平台和一堆电缆可能就足够了。
月球上有如此多的陨石坑，相对容易找到一个具有足够坚固的边缘，可以作为望远镜支撑电缆的锚点。这将避免阿雷西博上昂贵的塔架来固定电缆的成本。（事实上，望远镜在2020年倒塌，就是因为连接到塔架的电缆失效。）
“合适的山谷和陨石坑横截面非常完美地满足了这一需求，”德雷克写道。“在这种情况下，可以节省大量的成本和材料。这种方法可以用于在月球或地球上建造阿雷西博式望远镜，与实际阿雷西博设计的成本相比，可以大大节省。”
月球陨石坑射电望远镜
艺术家对机器人如何建造月球陨石坑射电望远镜的概念图。（来源：Saptarshi Bandyopadhya）
Saptarshi Bandyopadhya
近年来，美国宇航局在从未有过的高度支持这些想法。这家航天机构甚至资助了对几项早期提议的研究，以最终在月球上建造一个类似阿雷西博的天文台。在这些提议中，月球陨石坑射电望远镜（LCRT）呼应了德雷克一代人提出的许多相同想法。
但与以往任务设计者设想的不同，最新版的月基望远镜将不依赖宇航员来建造它们。Saptarshi Bandyopadhyay，一名喷气推进实验室的机器人技术专家，也是LCRT项目团队的领导者——他说他们打算使用像美国宇航局已经设计过的简单月球漫游车来建造LCRT。
LCRT将把一艘载满漫游车的飞船降落在陨石坑外。然后，它们将取出支撑线，将其带到陨石坑边缘，并组装一个跨度约0.6英里（1公里）的网状系统。然而，整个系统必须装进一艘单一的月球着陆器中，比如蓝色起源公司的“蓝色月亮”号。
通过依赖机器人而不是宇航员，该项目可以节省大量资金。任何涉及宇航员的任务都需要大量且昂贵的安全预防措施。每一个潜在问题都需要额外的审查和工程保障。例如，锋利的边缘会割破宇航服，因此在载人飞行中要避免。但圆形的边缘不能最大限度地利用货运空间，而这正是您在月球机器人任务中想要做的。
美国宇航局也已经开始测试一种名为DuAxel的多功能漫游车模型，它可以用于各种月球任务。除其他功能外，DuAxel还可以攀爬陨石坑壁。而且，它的成本相对较低。
“如果我们派10个这样的机器人，其中两个坏了，那也没关系，”Bandyopadhyay说。“有两个坏了，但还有八个机器人还在工作。宇航员可不是这样的。”
在这个艺术家概念中，一辆漫游车正在月球陨石坑内运行。（来源：NASA）
美国宇航局
然而，尽管机器人建造者有所有潜在的优势，但现有技术的成本很可能使任务难以实现。SAPT估计，在月球上建造一座射电望远镜将耗资数十亿美元。这就是为什么他的团队正在努力开发新型的电缆和网状材料，其使用成本将比现有的材料便宜得多。LCRT的初步研究依靠了12万美元的美国宇航局创新先进概念（NIAC）项目资金来研究这个概念。他们的任务计划的下一阶段将允许工程师着手开发网状材料。Bandyopadhyay说，到春天，他的团队希望能够公布他们的初步结果。
“我们现在有了一个好的初步设计，看起来很有道理，并且有可能实现，”他说。“如果我们给我们四、五十亿美元，我们明天就可以发射。”
但尽管充满热情，Bandyopadhyay并不乐观认为我们会在不久的将来在月球上看到阿雷西博式望远镜。毕竟，科学往往是缓慢的。
“如果我在退休之前看到LCRT部署，我会非常惊讶，而我是一个非常年轻的科学家，”Bandyopadhyay说。“这些事情很难。我们试图解决的这些问题很难。而这些问题将打开的科学窗口也很难。一切都很艰难。如果很容易，我们早就完成了。”
