中國科學院電子學研究所12日宣布，成功研制出中國第一台微波光子雷達樣機，並通過外場非合作目標成像測試，獲得國內第一幅微波光子雷達成像圖像，分辨率與國際已知同類雷達相比，提高了一個數量級，圖像清晰度明顯提升。
傳統雷達以電子為載體實現信號的產生和處理，分辨率和處理速度因電子器件的帶寬限制而存在提升樽頸，難以滿足未來應用對高性能雷達的需求。微波光子雷達以光子為信息載體，利用豐富的光譜資源和靈活的光子技術，能夠更好、更快地產生和處理雷達寬帶信號，具有快速成像、高分辨率和清晰辨識目標的能力。
微波光子雷達樣機（中科院圖片）
中科院的這台微波光子雷達采用雙站雷達體制和光子架構，在發射機和接收機的射頻前端分別引入雷達信號微波光子產生和去調頻接收技術，能夠支持寬帶工作，具有提升距離向分辨率的潛力。在目前國際同類型雷達中，中科院這台微波光子雷達的外場成像分辨率最高，成像清晰度提高了約30倍，並具有將分辨率繼續提升一個數量級的潛力。
中科院研究團隊負責人李王哲指，團隊攻克了雷達總體光子架構設計、雷達信號光子產生和光子壓縮處理以及成像算法等關鍵技術，經過實驗平台原理驗證、微波暗室轉台實驗、系統集成聯調和外場試驗等一系列測試後，成功實現了對空中隨機目標—一架波音737飛機的快速成像。圖像成圖快、分辨率高，從中可以辨識如發動機、尾翼、襟翼導軌及其數量等飛機細節，展現微波光子雷達的優勢。
微波光子雷達對一架波音737飛機的快速成像。（中科院圖片）
微波光子雷達對目標精細結構和特征的快速識別，具有全天時全天候對目標探測、成像的能力，使其不僅能夠應用於作戰平台對小型化目標的實時辨識，也能為無人智能設備提供准確的環境信息，在軍事民用上都具有廣泛應用前景。
科技控
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希臘神話中，發明家代達羅斯幫兒子伊卡洛斯製造了一對翼，幫他逃出迷宮。伊卡洛斯體驗到飛翔的快樂，越飛越高，因為太過接近太陽，一對翼難抵高溫熔化，他最終墜海身亡。美國宇航局（NASA）宣佈了明年的計劃，與這個神話故事有幾分相似，要派太空船去接近太陽作科學研究，不同的是，NASA擁有讓這對翼耐高溫的科技。
帕克太陽探測器想象圖（NASA圖片）
NASA早前宣佈，計劃明年將「帕克太陽探測器」（Parker Solar Probe）送入太陽大氣層軌道，持續觀測日冕活動，了解太陽風的構成。這將是迄今人類與太陽的「最親密接觸」。
帕克太陽探測器（NASA圖片）
帕克太陽探測器外包12厘米厚耐高溫碳複合物料保護罩，才能如此接近太陽。其實早在1958年，科學家就已經計劃發射探測器去研究太陽，但當時的材料技術無法抵禦幾千度高溫和太陽的其他輻射。
科學家在調整探測器（NASA圖片）
目前尚在建造和測試的帕克太陽探測器預計明年將沿橢圓形軌道發射，隨後進入水星軌道。它將反復飛越金星，利用行星引力加速，以便更快和更接近太陽，它亦會成為飛行速度最快的人造物。最終帕克太陽探測器將飛進距離太陽表面約640萬公里的軌道上，以每小時約70萬公里的速度飛行。它亦會成為飛行速度最快的人造物。至2025年，它將沿軌道飛過日冕24次，讓身處地球的科學家從探測到的數據中尋找有關太陽風問題的答案。
探測器運作示意圖（NASA圖片）
帕克太陽探測器原本叫「太陽探測器+」（Solar Probe Plus），以帕克命名是為了紀念已經90高壽的天文學家尤金帕克（Eugene Parker）。尤金帕克曾成功預測出超音速太陽風的存在，是太陽風研究的先驅。今次亦是NASA首次以尚在世的人命名太空飛行器。
起初科學家認為，行星之間的區域是荒涼的真空。但尤金帕克卻描述出加速帶電粒子和衝擊磁場之間復雜的相互作用。太陽所發射出來的一連串帶電粒子流正是太陽風，其速度高達每小時160公里。1962 年，NASA的水手2號太空船飛往金星，證實了帕克對太陽風的預測。尤金帕克的理論從此改變了天文學界研究太陽、太陽風以及星際空間的方式。
天文學家尤金帕克（AP圖片）
經過長達半個世紀的研究，科學家對太陽的了解更多了，但依然不明白太陽風是如何產生的。太陽表面的溫度逾5萬攝氏度，然而距離太陽表面的大氣層，即日冕，其溫度竟高達350萬攝氏度。超高溫的日冕讓太陽風獲得能量，能加速至超音速。科學家目前仍不明白這種溫度差異變化的過程，懷疑是受太陽磁場影響，但尚待證實。
要解決這個問題，只有派探測器近距離接觸日冕，捕捉太陽風的數據。負責NASA明年太陽探測器任務的科學家尼古拉霍士（Nicola Fox）說：「為什麼日冕層溫度比太陽表面還高？這違背了自然規律。簡直像水往山上流一樣。不應該有這種情況的。除非真正到太陽面前去感受一下，否則永遠沒辦法回答這些問題。」
太陽日冕想象圖（網上圖片）
NASA表示，帕克太陽探測器抵達目的地後，將測量太陽的電場和磁場，分類整理太陽風的構成成分，並給日冕拍攝照片。近距離觀測太陽，有助於揭示太陽的運行機制，了解太陽與地球和其他行星之間的關係，亦能提高人類預測太空天氣的能力。正如尼古拉霍士形容，這是「太陽下最cool又最hot的任務」（the coolest hottest mission under the sun）。
