近日，美國“激光干涉引力波天文臺（LIGO）”第一次直接探測到引力波，引力波這一物理專業名詞開始進入公眾視野，引發關注。在21日中山大學召開的推進實施“天琴計劃”研討會上，記者獲悉，目前該計劃進展順利，部分基礎設施建設已經啟動。
據悉，“天琴計劃”具體由中山大學校長、中國科學院院士羅俊教授團隊領銜。2015年1月在接棒中大校長之前，羅俊一直在華中科技大學從事物理學研究，其引力實驗室也被外國專家稱為“世界的引力中心”，并完成了“天琴計劃”的一些關鍵技術的儲備。例如，星間激光測距技術，就是在兩顆星之間用激光干涉的方法精確測量距離，同時還積累了10多年的慣性傳感器技術，曾在2006年搭載衛星進行試驗，2013年第二次衛星搭載。
據悉，天琴計劃的出發點是切實根據我國的技術能力實際和未來幾十年的發展前景，提出我國自主開展空間引力波探測的可行方案。根據計劃，天琴將采用三顆全同的衛星構成一個等邊三角形陣列，每顆衛星內部都包含一個或兩個極其小心懸浮起來的檢驗質量。三顆衛星在太空中的分列圖類似樂器豎琴，故命名為“天琴計劃”。衛星上將安裝推力可以精細調節的微牛級推進器，實時調節衛星的運動姿態，使得檢驗質量始終保持與周圍的保護容器互不接觸的狀態。這樣檢驗質量將只在引力的作用下運動，而來自太陽風或太陽光壓等細微的非引力擾動將被衛星外殼屏蔽掉。高精度的星間激光干涉測距技術將被用來記錄由引力波引起的、不同衛星上檢驗質量之間的細微距離變化，從而獲得有關引力波的信息。與LISA或eLISA不同的是，天琴的衛星將在以地球為中心、高度約10萬公里的軌道上運行，針對確定的引力波源進行探測。這樣的選擇能夠避免測到引力波信號卻無法確定引力波源的問題，而且有望幫助節約大量衛星發射方面成本。天琴的實驗技術方案會在未來的研究中進一步優化。
羅俊介紹，總體規劃上，天琴計劃預期執行期為2016-2035年，分四階段實施：2016-2020年：完成月球/深空衛星激光測距、空間等效原理檢驗實驗和下一代重力衛星實驗所需關鍵技術研發。主要研發成果包括：新一代月球激光測距反射器、月球激光測距臺站、高精度加速度計、無拖曳控制（包含微推進器）、高精度星載激光干涉儀、星間激光測距技術等；2021-2025年：完成空間等效原理檢驗實驗和下一代重力衛星實驗工程樣機，并成功發射下一代重力衛星和空間等效原理實驗衛星。主要研發成果包含：超靜衛星平臺、高精度大型激光陀螺儀、以及進一步提高加速度計、無拖曳控制（包含微推進器）、高精度星載激光干涉儀、星間激光測距等技術；2026-2030年：完成空間引力波探測關鍵技術，完成衛星載荷工程樣機；2031-2035年：進行衛星系統整機聯調測試、系統組裝，發射空間引力波探測衛星。
據悉，“天琴計劃”的發展將在中山大學珠海校區建設天琴計劃綜合研究設施，將發展空間引力實驗關鍵技術為導向，在引力理論與實驗分析、衛星平臺與控制、光學測量與遙感、地月系統物理實驗四個方面展開系統研究，培育大科研團隊。
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