天琴一号升空从太空中勘探引力波

新京报快讯（记者 倪伟 通讯员 道喜梅）12月20日，伴随着长征四号乙运载火箭升空，我国“天琴”引力波勘探方案首颗技能实验卫星——“天琴一号”进入太空，敞开空间引力波勘探技能探究方案。

12月20日11时22分，太原卫星发射中心，长征四号乙运载火箭成功发射天琴一号等九颗卫星。拍摄/贺萌

“天琴方案”2014年由中山大学校长、我国科学院院士罗俊提出，以我国为主导的世界空间引力波勘探方案。“天琴一号”技能实验卫星由航天科技集团五院航天东方红卫星有限公司抓总研发，是空间引力波勘探的探路者。

依据规划，“天琴方案”将在地球轨迹上布置3颗卫星，组成臂长十几万公里的等边三角形编队，构成空间引力波勘探“天文台”。获取的观测数据将用于展开引力波、世界学、天文学等方面的根底科学研讨。

在太空建立引力波勘探“天文台”

1916年，爱因斯坦依据广义相对论预言了引力波的存在。浅显来讲，因为质量的存在，物体鸿沟处会发作时空曲折，引力波便是时空曲折中的涟漪，关于研讨世界的来源、展开、演化含义严重。

2016年头，美国LIGO地上引力波勘探设备初次直接勘探到了引力波，找到了验证爱因斯坦广义相对论的最终一块拼图，掀起引力波勘探研讨的热潮。三名参加LIGO项意图科学家因为对引力波观测的奉献，获得了2017年诺贝尔物理学奖。

在地上设备勘探引力波的一起，天琴方案将在太空中伸出触角，探寻引力波的信号。

据“天琴一号”技能实验卫星总设计师张立华介绍，地上因为激光干与丈量臂长的约束，只能勘探到高频引力波。要勘探到更宽域的低频引力波，只能上太空，构成长达数万公里到数百万公里的干与臂长。

依据规划，“天琴方案”将在地球轨迹上布置3颗卫星，组成臂长十几万公里的等边三角形编队，构成空间引力波勘探“天文台”。

这个“天文台”将经过激光干与测距体系，准确丈量卫星内部查验质量之间间隔的细小改变，完结勘探引力波的意图。获取的观测数据将用于展开引力波、世界学、天文学等方面的根底科学研讨。

天琴一号在厂房中。图/航天科技集团五院

天琴方案数据有望供给给全世界科学家

在“天琴一号”技能实验卫星项目中，我国初次选用国家、当地、高校、企业一起联合研发的形式。

国家航天局为工程大整体办理单位，中山大学为用户单位，航天东方红卫星有限公司为卫星整体担任单位，实验载荷别离由中山大学、华中科技大学、五院等国内有关单位研发。

张立华说，空间引力波勘探是世界性的难题，对航天器功能提出了极高要求。高校提出科学方针、使命需求，承当部分科学载荷的研发，航天工业部门完结卫星研发，两者结合。

作为“天琴一号”用户单位，中山大学还担任了科学使用体系的建造和运转，在航天东方红卫星有限公司和各承制单位的支持下，完结卫星的在轨实验使命和谐与管控、数据接纳、处理、存档、分发和数据质量鉴定。

据“天琴一号”技能实验卫星整体主任设计师拂晓介绍，未来“天琴方案”的数据，有望供给给全世界科学家一起研讨。

“天琴一号”怎么人工营建“纯引力”环境？

空间引力波勘探带来了极大的技能应战，许多技能指标高于现有水平数个量级。技能实验卫星将先行验证相关技能，关键技能获得实质性打破今后，再研发能勘探到引力波的卫星体系。

无拖曳操控，是“天琴一号”要要点霸占的难题。

所谓无拖曳操控，便是依托微推动体系在航天器上施加继续的推力，以此“抵消”航天器在轨迹上遭到的大气、太阳光压等力，从而为卫星内部“自在悬浮”的查验质量，供给一个近乎“纯引力”的飞翔环境。

在此根底上，一旦完结了经过激光干与测距技能，准确检测两颗卫星查验质量之间弱小的间隔改变，卫星就具有勘探到引力波的才能。

张立华解说，假设没有其他力的效果，两个在“纯引力”效果下的查验质量之间间隔是不变的。而在引力波的效果下，间隔就会发作显着的改变。但这是极端细小的改变，所以对勘探精度要求十分高，激光干与测距的精度要到达皮米级。这对航天器的许多功能都带来了应战，例如极高的热安稳性、结构安稳性以及星间指向的安稳性等。

为完结无拖曳操控技能在轨验证，“天琴一号”装备了高精度惯性传感器，和微牛级接连可调的凉气微推动体系，作为无拖曳操控办理体系的灵敏器和执行机构。一起，经过高安稳温度操控、精准的质心操控，为无拖曳操控供给杰出的环境保证。

新京报记者 倪伟

修改 丁天 校正 何燕