2022年1月27日，哈佛大学和史密森学会运营的天体物理学中心（Center for Astrophysics）的天体物理学家乔纳森·麦克道尔（Jonathan McDowe）称，美国太空探索技术公司（SpaceX）2015年发射的“猎鹰-9（Falcon9）”火箭的二级火箭将于3月4日以2.58公里/秒的速度非受控撞击月球，该推进器燃料耗尽后便一直在地球和月球附近的太空中无序飞行，猎鹰-9的发射照片如图1所示。最新监测结果显示，这枚圆柱形的推进器残骸可能会坠落在月球背面的赤道附近，这意味着我们在地球表面看不到坠落的过程，只能通过飞行在月球轨道的卫星观测到落点的撞击坑。

图1 猎鹰-9（Falcon 9）发射照片（图片源自Spaceflight Now）

为准确判断其撞击位置，需要对该目标进行撞击前的持续监测预警工作。日前，中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站（简称“长春人卫站”）利用1.2米大口径光电望远镜的卡氏焦点对该目标进行监测预警工作。长春人卫站1.2米大口径光电望远镜于2018年投入运行，是我国东北地区开展空间目标常规监测工作的最大口径的光学望远镜。该望远镜具有主焦点和卡氏焦点两个工作焦点系统，通过摆镜实现两个系统的切换，同时带有折轴光学系统。主要用于开展空间碎片的观测和研究工作：一是对空间碎片的精密定轨，对空间大于10厘米的空间碎片进行搜索、跟踪和编目，为我国的卫星和航天器提供预警报告。二是对空间目标开展光变和其他天文参数的测量，从而对空间目标的姿态和状况进行研究。同时，该望远镜具有跟踪快和大视场的特点，可以开展天文巡天的工作。

图2 1.2米光电望远镜实物图

目前，该目标距离测站的斜距为23.7万公里，由于距离较远，目标较暗弱，利用1.2米大口径光电望远镜的卡氏焦点采用长曝光模式（曝光时长15秒）进行观测。由于采用长曝光方式观测，导致空间目标和恒星成像特征有较大区别，空间目标的星像呈点状，背景恒星的星象则被拉成长条状。2月7日晚的观测图像如图3所示，图像中红框部分的圆点图像即为猎鹰9的二级推进器的光电探测图像。当晚，累计观测时长185分钟，获取观测图像280幅。

图3 1.2米光电望远镜拍摄的猎鹰9二级推进器的照片，插图为红色框内放大图像

通过本次观测，进一步提升了我站在空间碎片监测领域的能力，空间碎片光电探测距离由地球同步轨道拓展至地月轨道距离量级。同时，也为我国进一步完善空间碎片监测设施体系做出贡献。后续，我们将根据目标运转情况持续开展该目标的监测预警工作。