全國人大代表、中國科學院院士、我國空間引力波探測“天琴計劃”首席科學家羅俊今年全國兩會期間接受記者采訪時介紹，中山大學“天琴計劃”激光測距臺站成功測得了月球表面上五組反射鏡的回波信號，測出國內最準的地月距離，且精度達到國際先進水平。這意味著中國科學家攻克了地月激光測距技術，至此，中國成為世界上第三個成功測得全部五個反射鏡的國家。
2014年3月，“天琴計劃”是由羅俊院士提出的“天琴”空間引力波探測計劃，旨在通過引力波探測進行天文學、宇宙學及基礎物理前沿研究。“天琴計劃”的基本方案是于2035年前后在約10萬公里高的地球軌道上，部署三顆全同衛星構成邊長約為17萬公里的等邊三角形編隊，建成空間引力波探測天文臺，開展空間基礎科學前沿研究。
考慮到我國現有的技術水平離空間引力波探測實際需要和國際前沿還有較大的差距，在部分核心技術指標上還有量級的差距。為此，“天琴計劃”提出“0123”技術路線圖來穩步推動所需的核心關鍵技術走向成熟。第“0”步就是開展地月激光測距實驗，獲得對天琴衛星的高精度測距能力，為天琴衛星的高精度定軌提供技術支撐;第“1”步發射單顆衛星，建立高精度空間慣性基準，驗證相關技術的可靠性;第“2”步是發射兩顆衛星，對長距離星間激光干涉測量技術進行在軌驗證;第“3”步，發射三顆衛星構成三角形編隊，即為“天琴”進行引力波的空間探測。
天琴中心副主任、該項技術負責人葉賢基教授介紹，地月距離在38萬公里左右，地月激光測距基本原理就是從地面測距臺站的望遠鏡上，將高度同向性脈沖激光束射向放置在月球表面的反射鏡，反射鏡發射該激光信號再通過地面臺站的望遠鏡接收，通過發送、接收時間差計算出地月之間的距離，地月激光測距是目前人類歷史上最遠距離的激光測距實驗，也是目前地月距離測量精度最高的技術手段。
天琴中心工程師韓西達介紹，地月激光測距技術將為未來發射的天琴衛星提供厘米級精度的精確定位，使天琴衛星能夠精準進入指定軌道，這也是基于地球軌道的“天琴計劃”進行空間引力波探測的優勢之一。基于太陽軌道的空間引力波探測方案，因為其衛星距離地球超過5000萬公里，基本不太可能利用激光來進行定位。
據了解，我國于20世紀70年代起就具備衛星激光測距能力，但技術水平仍不能進行地月距離的激光測距。2015年開始，中山大學“天琴計劃”科研團隊啟動月球激光測距任務，并得到國家航天局和國家自然科學基金委應急項目的支持。
地月激光測距技術是一項綜合技術，它涵蓋大型望遠鏡、脈沖激光器、單光子探測、自動控制、空間軌道等多個技術領域。葉賢基介紹，通過與中國科學院云南天文臺合作，升級昆明的衛星激光測距系統，于2018年1月22日首次測出地月距離。這是中國人首次成功利用激光精確地測量地球距月球的距離，也使我國成為世界上第五個實現地月激光精確測量的國家。
隨后，天琴團隊啟動珠海測距臺站建設項目，于2019年6月首次測得地月距離，在隨后的幾個月里，團隊測到了月面上所有的五面反射鏡，地月激光測距的技術穩定性和成熟性進一步得到確認。
25日，記者在位于鳳凰山頂的“天琴計劃”激光測距臺站內看到，一個口徑為1.2米的反射式望遠鏡、一個工作溫度在零下200多攝氏度的多通道超導單光子探測器、一個高重頻短脈沖固體激光器、一個激光測距光學平臺等核心部件，組成了可以測出地月距離的科技“利器”。
羅俊院士表示，地月激光測距技術是“天琴計劃”“沿途下蛋”的成果之一。它除了是“天琴計劃”的關鍵技術之外，其本身對月球基礎科學研究、我國太空安全、空間碎片和深空目標探測、太空科學實驗等多領域具有重大應用價值。“比如，長期的地月距離觀測資料對于地月系統動力學、月球物理等基礎研究具有重要的價值。太空安全方面，地月激光測距技術可以‘毫厘不差’地鎖定空間碎片和深空目標，大幅提升空間安全。又比如，空間科學方面，地月激光測距技術有助于打造‘太空實驗室’，推進我國空間科學發展。”
20世紀60年代，在實施登月計劃之前，美國和蘇聯就開始進行激光測月試驗，但測量精度有限。隨著登月的成功，美國、蘇聯先后在月球上放置了五個激光角反射器。從此，地月激光測距成為最精準的地月距離測量手段。
