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【中國科學报】“太极一号”第一阶段在轨测试任务完成

中國邁出空間引力波探測第一步

2019-09-20 中國科學报 丁佳
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“太极一号”卫星 中科院供图

  2019年8月31日上午7时41分,中國科學院空间科学(二期)战略性先导科技专项首发星——微重力技术实验卫星在酒泉卫星发射中心成功发射。9月20日,中科院宣布,卫星在轨测试正在按计划有序开展,卫星状态正常,各项测试结果正常,第一阶段在轨测试任务顺利完成。作为我国首颗空间引力波探测技术实验卫星,该卫星被正式命名为“太极一号”。

  “太極一號”的成功發射和第一階段在軌測試任務的順利完成,邁出了我國空間引力波探測的第一步,爲我國在空間引力波探測領域率先取得突破奠定了基礎。

  “太極一號”第一階段在軌測試和數據分析結果表明,激光幹涉儀位移測量精度達到百皮米量級(約爲一個原子直徑),引力參考傳感器測量精度達到地球重力加速度的百億分之一量級,微推進器推力分辨率達到亞微牛量級。“太極一號”實現了我國迄今爲止最高精度的空間激光幹涉測量,成功進行了我國首次在軌無拖曳控制技術試驗,並在國際上首次實現了微牛級射頻離子和雙模霍爾電推進技術的在軌驗證。

  中科院从2008年开始前瞻论证我国空间引力波探测的可行性,经过多年科学前沿研究,提出了我国空间引力波探测“太极计划”,确定了“单星、双星、三星”“三步走”的发展战略和路线图,并于2018年8月在空间科学(二期)战略性先导科技专项中立项实施 “太极计划”单星工程任务,启动了三步走中的第一步。“太极一号”科研团队以实现零到一的突破为己任,全力以赴、攻坚克难、勇于突破、协同创新,在不到一年的时间里完成了卫星的研制任务。

  引力波是物質和能量的劇烈運動和變化所産生的一種物質波。愛因斯坦一個世紀前基于廣義相對論預言了引力波的存在。雙黑洞並合産生的引力波已在2015年首次在地面被直接觀測到。引力波提供了有別于電磁波的一個全新的觀測宇宙的重要窗口,成爲人類探索和認識宇宙的新的途徑和手段。

  不同頻率引力波反映了宇宙的不同時期和不同的天體物理過程。有別于地基探測,在空間能夠探測到中低頻段的引力波信號,能夠發現天體質量更大、距離更遙遠的引力波波源,揭示更爲豐富的天體物理過程。由于引力波信號極其微弱,實施空間引力波探測挑戰巨大,需要突破目前人類精密測量和控制技術的極限。所涉及的核心技術包括高精度超穩激光幹涉儀、引力參考傳感器、超高精度無拖曳控制、微牛級推進器、超穩超靜衛星平台等。“太極一號”正是瞄准這一重大科技前沿,對這些核心技術的可行性和實現途徑進行在軌驗證。

打印 責任編輯:侯茜

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