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探测引力波,我国迈出坚实一步

 发布时间:2019-12-09 15:48:56     文章来源:互联网整理
 

2019年8月31日上午7时41分,中国科学院空间科学(二期)战略试点科技项目第一颗星微重力技术实验卫星在酒泉卫星发射中心成功发射。卫星在轨测试正在按计划有序进行。到目前为止,卫星处于正常状态,测试结果正常。在轨测试的第一阶段已经成功完成。作为中国第一颗空间引力波探测技术实验卫星,这颗卫星今天正式命名为“太极1号”。

引力波是由物质和能量的剧烈运动和变化产生的物质波。爱因斯坦在一个世纪前根据广义相对论预测了引力波的存在。2015年,由两个黑洞合并产生的引力波首次在地面上被直接观测到。引力波为观察宇宙提供了一个全新的重要窗口,它不同于电磁波,成为人类探索和理解宇宙的新方式和手段。

不同频率的引力波反映了宇宙的不同时期和不同的天体物理过程。与地面探测不同,低、中频段的引力波信号可以在太空中探测到,可以找到天体更大、距离更远的引力波源,可以揭示更丰富的天体物理过程。然而,由于引力波信号极其微弱,实现空间引力波探测极具挑战性,有必要突破目前人类精密测控技术的局限。所涉及的核心技术包括高精度超稳定激光干涉仪、重力参考传感器、超高精度无拖曳控制、微牛推进器、超稳定超静态卫星平台等。

困难不能阻止中国科学家探索未知的宇宙。自2008年以来,中国科学院已经证明了以前瞻性的方式探测中国空间引力波的可行性。经过多年的科学前沿研究,中国科学院提出了探测中国空间引力波的“太极计划”,确定了“单星、双星、三星”和“三步走”的发展战略和路线图。2018年8月,中国科学院启动实施“太极计划”单星项目任务,并启动了三个步骤的第一步:发射“太极1号”卫星,验证轨道核心技术的可行性和实现途径,进而形成探测空间引力波的技术能力。

时间没有爱情深刻。“太极一号”科研团队以实现从零到一的突破为己任。全力以赴克服困难,大胆突破,共同创新。它在不到一年的时间里完成了卫星的研制。2019年8月31日,太极一号成功推出。

“太极一号的成功发射和在轨试验任务第一阶段的成功完成,为中国空间引力波探测迈出了第一步。实验结果验证了太极图技术路线的正确性和方案的可行性。”根据“太极1号”首席科学家、中国科学院副院长吴岳亮提供的“太极1号”第一期在轨测试和数据分析结果,激光干涉仪的位移测量精度在100皮米(大约一个原子大小)的数量级, 重力参考传感器的测量精度约为地球重力加速度的100亿分之一(相当于蚂蚁推动“太极1号”卫星产生的加速度),微推进器的推力分辨率约为亚微米牛(芝麻质量的10,000分之一)。

太极一号实现了我国迄今为止最高精度的空间激光干涉测量,成功进行了我国第一次在轨无拖曳控制技术试验,并在世界上首次实现了微牛射频离子和双模霍尔电推进技术的在轨验证,为我国在空间引力波探测领域取得首次突破奠定了基础吴岳亮说道。

这只是开始。根据“太极计划”,中国将在2023年后推出“太极2号”双星,搭载并验证大部分高指标关键技术。大约在2033年,“太极三号”三星将发射升空,探测各种引力波天体,了解引力宇宙。

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