手提箱大小的卫星，要去月球背面听宇宙的第一缕信号

宇宙在第一批恒星点亮之前经历过一段黑暗时期。那段时间里，中性氢弥漫在空间里，没有别的发光天体。理论上，这些氢原子会发出一个波长约 21 厘米的射电信号，携带着宇宙早期物质分布的信息。要在地球上听到它非常困难，一个行李箱大小的卫星方案给出了新的解法。

为什么非得上月球背面

21 厘米信号传到今天，已经被宇宙膨胀拉长到米波波段。这个频段正好是地球上的广播、通信和雷达在用的频段，人为的射电噪声比目标信号强出好几个数量级。地面上无论把望远镜建得多偏远，都躲不开这层干扰。

月球的体积提供了一个天然的屏蔽。当卫星处在月球背面时，整个月体挡在它与地球之间，地球发出的射电噪声被隔绝。这是目前唯一能获得干净观测窗口的办法，代价是要把设备送到月球轨道。

图示：月球本体挡住地球射电噪声，卫星在月球背面获得干净的观测窗口

手提箱里装什么

这个名为 CosmoCube 的方案是一颗立方星级别的小卫星。它不需要大型天线阵列，只需要在这个干净的射电环境里长时间积分，把极其微弱的信号从背景中累积出来。小卫星意味着发射成本和工程复杂度都大幅下降，一次任务失败也不会造成太大损失。

它要回答的问题是宇宙的黑暗时代如何结束。第一批恒星和星系形成时，它们的紫外辐射会电离周围的氢，改变 21 厘米信号的特征。追踪这个转变过程，可以直接读出第一代天体是什么时候出现、以什么节奏推进的。

图示：从复合到再电离的宇宙时间线，21 厘米信号追踪黑暗时代的结束

这条路走过哪些弯路

21 厘米宇宙学有过教训。此前有实验团队报告过疑似信号，但因为无法排除仪器系统误差，结果没有被学界接受。这个领域对数据质量的要求比其他天文观测更苛刻，因为待提取的信号淹没在比它强数万倍的前景里，任何一点校准偏差都可能造出一个假信号。

这也是为什么把接收机放到月球背面这件事值得做。环境干净一分，后期的系统误差修正压力就小一分。CosmoCube 这类小型任务的另一个优势是可以重复发射、交叉验证，不同的卫星在不同的位置做同样的测量，如果结果一致，可信度就上来了。

项目相关信息于 2026 年 9 月 28 日公布。这类任务的意义在于它把观测窗口从「受地球噪声限制」推向「受宇宙本身限制」。

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