中国版激光干涉探测引力波“天琴计划”进展顺利

　　近日，美国“激光干涉引力波天文台（LIGO）”第一次直接探测到引力波，引力波这一物理专业名词开始进入公众视野，引发关注。在21日中山大学召开的推进实施“天琴计划”研讨会上，记者获悉，目前该计划进展顺利，部分基础设施建设已经启动。
　　据悉，“天琴计划”具体由中山大学校长、中国科学院院士罗俊教授团队领衔。2015年1月在接棒中大校长之前，罗俊一直在华中科技大学从事物理学研究，其引力实验室也被外国专家称为“世界的引力中心”，并完成了“天琴计划”的一些关键技术的储备。例如，星间激光测距技术，就是在两颗星之间用激光干涉的方法精确测量距离，同时还积累了10多年的惯性传感器技术，曾在2006年搭载卫星进行试验，2013年第二次卫星搭载。

　　据悉，天琴计划的出发点是切实根据我国的技术能力实际和未来几十年的发展前景，提出我国自主开展空间引力波探测的可行方案。根据计划，天琴将采用三颗全同的卫星构成一个等边三角形阵列，每颗卫星内部都包含一个或两个极其小心悬浮起来的检验质量。三颗卫星在太空中的分列图类似乐器竖琴，故命名为“天琴计划”。卫星上将安装推力可以精细调节的微牛级推进器，实时调节卫星的运动姿态，使得检验质量始终保持与周围的保护容器互不接触的状态。这样检验质量将只在引力的作用下运动，而来自太阳风或太阳光压等细微的非引力扰动将被卫星外壳屏蔽掉。高精度的星间激光干涉测距技术将被用来记录由引力波引起的、不同卫星上检验质量之间的细微距离变化，从而获得有关引力波的信息。与LISA或eLISA不同的是，天琴的卫星将在以地球为中心、高度约10万公里的轨道上运行，针对确定的引力波源进行探测。这样的选择能够避免测到引力波信号却无法确定引力波源的问题，而且有望帮助节约大量卫星发射方面成本。天琴的实验技术方案会在未来的研究中进一步优化。
　　罗俊介绍，总体规划上，天琴计划预期执行期为2016-2035年，分四阶段实施：2016-2020年：完成月球/深空卫星激光测距、空间等效原理检验实验和下一代重力卫星实验所需关键技术研发。主要研发成果包括：新一代月球激光测距反射器、月球激光测距台站、高精度加速度计、无拖曳控制（包含微推进器）、高精度星载激光干涉仪、星间激光测距技术等；2021-2025年：完成空间等效原理检验实验和下一代重力卫星实验工程样机，并成功发射下一代重力卫星和空间等效原理实验卫星。主要研发成果包含：超静卫星平台、高精度大型激光陀螺仪、以及进一步提高加速度计、无拖曳控制（包含微推进器）、高精度星载激光干涉仪、星间激光测距等技术；2026-2030年：完成空间引力波探测关键技术，完成卫星载荷工程样机；2031-2035年：进行卫星系统整机联调测试、系统组装，发射空间引力波探测卫星。
　　据悉，“天琴计划”的发展将在中山大学珠海校区建设天琴计划综合研究设施，将发展空间引力实验关键技术为导向，在引力理论与实验分析、卫星平台与控制、光学测量与遥感、地月系统物理实验四个方面展开系统研究，培育大科研团队。