系我国首颗由国家立项、面向未来引力波空间探测技术的试验卫星
金羊网讯 记者张璐瑶、通讯员陈诗诗报道:12月20日11时22分,在太原卫星发射中心发射场,搭载天琴一号卫星的长征四号乙运载火箭冲上云霄。十多分钟后,天琴一号卫星与运载火箭顺利分离,进入预定轨道。
这是我国首颗由国家立项、面向未来引力波空间探测的技术试验卫星,其成功发射意味着中国酝酿近20年、已推进5年多的天琴空间引力波探测计划,正式进入“太空试验”阶段。中国人自己的空间引力波探测距实现又迈进了一步。
“天琴计划”是中科院院士、中山大学校长罗俊于2014年3月在一次国际研讨上提出的。具体为2035年前后在距离地球约10万公里的轨道上,部署三颗卫星构成边长约17万公里的等边三角形编队,建成一个引力波天文台来探测引力波。
天琴计划制定了“0123计划”技术路线图,利用可靠、经济、科学的手段展开技术攻关和在轨验证,分步实施,一方面各步骤任务有自己的科学产出或重大应用,另一方面又推动我国空间引力波探测关键技术走向成熟,保障探测任务的最终开展。
天琴计划自提出以来,得到了多个中央部委和地方政府的支持。2015年教育部率先支持天琴计划的实施;2016年国家航天局和国家自然科学基金委同时立项支持月球中继星激光测距项目;2017年国家航天局明确提出推动引力波探测试验验证卫星工程项目立项,开始对天琴“0123计划”提供系统、持续的支持。天琴计划载荷研究基地在珠海市政府的支持下已经初具雏形,天琴计划激光测距台站已经建成,深圳市政府和广东省政府则分别立项对空间引力波探测地面模拟装置关键技术预研和天琴基础理论研究进行了支持。
2018年10月,国家航天局批复立项“高精度空间惯性基准技术试验卫星工程项目”,因该项目对应天琴“0123计划”中的步骤“1”,故命名“天琴一号”。广东省政府给予了配套支持。
新的明星升起 “天琴”将奏何妙音?
“天琴一号”成功发射,我国引力波探测迈出关键一步
12月20日,随着长征四号乙运载火箭腾空而起,“天琴一号”技术试验卫星成功飞向太空。
这是我国首颗由国家立项面向未来引力波空间探测的技术试验卫星,其成功发射意味着中国酝酿近20年的空间引力波探测计划方案距离实现迈出了重要一步。在这个历史性的时刻,不妨让我们走近“天琴一号”,揭开“天琴工程”的神秘面纱。
“天琴一号”要做什么?
“天琴计划”是由中山大学校长、中国科学院院士罗俊于2014年提出、以中国为主导的国际空间引力波探测计划。要实现引力波的探测,须具备两大基础技术,即空间惯性基准技术和激光干涉测距技术;前者相当于找准基点,后者相当于一把尺子。“天琴计划”将分三次总计发射六颗卫星上天,第一次发射一颗高精度空间惯性基准试验卫星,第二次发射两颗激光干涉测量技术试验卫星;第三次发射三颗天琴卫星,组成编队进行空间引力波探测。
罗俊说,此次发射的“天琴一号”,是“天琴计划”拟发射的第一颗试验卫星。“天琴一号”好比是引力波“探头”,它的核心技术就是空间惯性基准技术,这是空间引力波探测技术体系中的关键技术之一。
那么,“天琴一号”上天后将肩负怎样的科学任务?
中山大学天琴中心副主任叶贤基教授说,“天琴一号”身负三大科学任务:一是对空间惯性传感器进行在轨验证,二是对微牛级可变推力的微推力器进行在轨验证,三是对无拖曳控制技术进行在轨验证。此外,“天琴一号”也将对高精度激光干涉测量技术、高精度质心控制技术、高稳定性温度控制技术等引力波空间探测共性关键技术开展在轨验证。
“这颗卫星是整个‘天琴计划’的首颗技术验证星。”“天琴一号”技术试验卫星总设计师张立华介绍,这一次的技术验证,将为未来技术发展提供有价值的参考。
中国科学院院士叶朝辉表示,作为我国首颗国家立项的引力波空间探测技术试验卫星,“天琴一号”不仅适用于空间引力波探测计划,还将满足其他基础科学空间实验对航天技术的发展需求。
“‘天琴一号’还是国内首颗无拖曳控制技术试验卫星,无拖曳控制技术是最前沿的航天技术。”叶朝辉说,这将为开展下一代卫星重力测量、深空探测、基础科学实验等提供重要技术储备。
离引力波探测还有多远?
科学家表示,此次“天琴一号”成功发射,意味着空间引力波探测技术迈出了关键性的一大步;但这项工程巨大,技术前沿且复杂,是科学界的“无人之域”,国际竞争日渐白热化。
目前,国内主要有三大项目正在推进:一是由中科院高能所主导的基于地面探测的“阿里实验计划”,目的是探测原初引力波;二是由中科院推动的同样基于太空探测的“太极计划”;三是由中山大学主导的“天琴计划”。国际上太空引力波探测,则以欧洲空间局主导的“LISA空间引力波探测计划”为代表。
罗俊表示,“天琴一号”虽然意义重大,但并不代表我国空间引力波探测技术已经成熟。实际上我们距离实现空间引力波探测的最终目标还任重道远,必须本着求真务实的科学态度和踏实严谨的科学作风,加快推进关键技术攻关和在轨验证,加速推进人才队伍建设和国内外科技合作。
(新华社)