飛入太空：固態(tài)功率放大器助力太空探索

在西弗吉尼亞州無線電靜默的山丘上，聳立著一顆耀眼的、凝望星空的巨星：綠岸望遠鏡，又名 GBT。GBT 是世界上最大的完全可操縱射電望遠鏡，過去 5 年有 900 多位科學家使用過它。為什么？因為 GBT 極其準確，且功能多樣。美國國家射電天文臺(NRAO)表示，這套接收器的頻率覆蓋范圍為 100 MHz 到 100 GHz，其處理器可發(fā)現數據中的納秒時差。它還能夠訪問 85% 的本地天體。其表面（2.3 英畝的區(qū)域）非常平滑，噪聲級別為 260 微米（5 根頭發(fā)）。您可以在真正的無線電靜默環(huán)境下進行觀察。它位于綠岸天文臺無線電靜默區(qū)，可以探測到可能會被人造信號掩蓋的微弱射頻信號。該天文臺與國家森林接壤，而阿利根尼山脈則保護它免受一些無線電的干擾。

到目前為止，GBT 幫助科學家獲得的知識已是天文數字。其每年的觀測時間約為 6500 個小時，觀測結果用于化學、物理、雷達接收和天文學等領域。最值得注意的是，通過研究脈沖星的大質量和短旋轉周期得出的一些發(fā)現有助于證明愛因斯坦的廣義相對論。脈沖星是一種中子星，它是某一超級巨大的恒星爆炸后形成的密核。2006 年，GBT 探測到了迄今為止發(fā)現到的最大中子星。

太空探索的又一次飛躍

科學發(fā)現往往會推動技術進步，反之亦然，可以說是實現了科學和技術的交叉融合。在 GBT 的例子中，射頻技術的進步有助于挑戰(zhàn)太空探索的極限。

實時案例：美國國家射電天文臺 (NRAO) 與 Raytheon Intelligence & Space (RI&S) 目前正在合作開展一個項目，期望通過提高行星雷達的能力，能夠更早、更精確地分析目標近地天體 (NEO)。NRAO 利用 RI&S 雷達，從位于西弗吉尼亞州的美國國家科學基金會綠岸射電天文望遠鏡進行了首次觀測傳輸。此次測試通過安裝在綠岸射電天文望遠鏡上的發(fā)射機得到了阿波羅 15 號登月地點的詳細圖像。這款射頻發(fā)射器的核心就是Spatium技術，這款 700 瓦的 13-16GHz SSPA 為實現這一技術里程碑提供了必要功率。到目前為止，傳統的雷達還不能像 Spatium 那樣識別和表征小型 NEO。

這是 1971 年阿波羅 15 號著陸區(qū)域的 RI&S 雷達圖像。這張照片顯示的是直徑只有 5 米的天體。 圖片來源：NRAO/GBO/Raytheon/NSF/AUI

美國國家射電天文臺主任兼 Associated Universities, Inc. (AUI) 射電天文學副總裁 Tony Beasley 表示：“我們與 Raytheon 的首次雷達研究以意想不到的方式表征了月球，預計此次即將進行的研究將會表征近地天體。我們在此次以及其他研究和技術合作中取得的每一個里程碑，都將為下一代射電望遠鏡和觀測研究提供助力，不斷改進我們的研究工作。”

這項新功能可為探索太陽系中的其他行星和天體鋪平道路，無需發(fā)射額外的太空探測器或衛(wèi)星。自 20 世紀 50 年代以來，我們從地球向太空發(fā)射了許多強雷達信號，這些信號又從太陽系的天體上反射回來。將綠岸射電天文望遠鏡和 Spatium 用作發(fā)射機，可提高科學家使用雷達并通過地面儀器探索太陽系的能力。

Qorvo 在太空

太空對 Qorvo 技術來說并不陌生。25 年來 Qorvo 還與其合作伙伴合作推進行星探索，并向太空“發(fā)射”了 100 多萬個組件。以下列出了幾個示例：

說到火星探測器，Qorvo 技術的作用可以追溯到 2012 年好奇號登陸火星之時。NASA 噴氣推進實驗室 (JPL) 的官員確認，2020 年，火星毅力號的關鍵著陸雷達系統集成了 Qorvo 公司的產品，該產品是幫助探測車著陸的“天空起重機”的一個組件。

2006 年 1 月 19 日，NASA 借助木星引力將新地平線號成功發(fā)射至冥王星，之后將宇宙飛船帶到冥王星近 30 億英里以外的地方，以探索柯伊伯帶的冰凍天體。新地平線號利用 Qorvo 技術將采集到的圖像返回至地球。

NASA 勇氣號和機遇號探測車都配備了Qorvo GaAs放大器。這兩部探測車于 2004 年抵達火星，憑借卓越設計與星際裝置的結合，勇氣號持續(xù)運行并與地球保持通信直至 2010 年。它的姐妹探測車機遇號在 2018 年之前一直運行良好，并向全球科學家發(fā)送了大量數據。

Qorvo 產品在 1997 年登陸土星的卡西尼-惠更號宇宙飛船中起到了一定作用?？ㄎ髂?惠更斯號探測器包含關鍵設備，旨在使其在土星衛(wèi)星泰坦表面執(zhí)行任務期間，與太空飛船進行通信。Qorvo 的砷化鎵 (GaAs) 技術是將研究結果發(fā)回地球的關鍵所在。

審核編輯黃昊宇