
9月16日,《自然》(Nature)杂志子刊《自然·天文》(Nature Astronomy)杂志刊登了由中国科学家龚云贵、罗俊、王斌撰写的论文“中国空间引力波探测计划的概念与现状(Concepts and status of Chinese space gravitational wave detection projects)”,全方位地介绍中国的天琴计划及太极计划的历史、概念及进展。这是中国科学家首次在顶尖国际杂志对中国空间引力波探测计划做完整系统的介绍,并对未来参与国际竞争与合作发出中国声音。
中国科学家在文中首次提出,如果中外的空间引力波探测计划如期实现,那么到本世纪30年代,欧洲的LISA,中国的天琴计划、太极计划,通过优势互补、相互协作,将有望确定引力波波源等重大宇宙信息,从而为人类揭开更多宇宙奥秘。

引力波是时空的涟漪,它能告诉我们关于宇宙起源、演化和时空结构的信息。2014年,中国科学院院士罗俊教授带领团队在国内率先提出要自主开展我国的空间引力波探测天琴计划,并制定了“0123”的技术路线。其目标是在2035年前后,在约10万公里高的地球轨道上,部署3颗全同卫星,构成边长约为17万公里的等边三角形星座,建成空间引力波天文台“天琴”,开展引力波的空间探测。
同为中国空间引力波探测的太极计划,与欧洲LISA计划基本相同,计划在距离地球约5000万公里的轨道上,发射三颗全同卫星,三星编队轨道以太阳为中心,设计干涉臂臂长即卫星间距300万公里。2016年,提出该计划的中国科学院为实现它制定了“三步走”发展路线。
天琴、LISA、太极三个计划,前者是地心轨道方案,后两者是日心轨道方案,需要相同的核心技术,也有各自不同的技术难题,但对空间引力波探测具有互补性。该论文分析,三个探测计划里,单个探测器对于不同空间方位的敏感度不同。三个探测器联合起来不仅可以覆盖更宽广的空间,而且可以更加精确地确定引力波源的物理参数,从而更好地理解种子黑洞的起源及演化、宇宙的起源及演化与引力的本质特性等。

“联合观测不但可以极大提高对引力波源的空间定位能力,而且可以观测到更宽的频段及更大的空间范围,从而为研究哈勃常数等宇宙学参数及宇宙演化提供新的观测手段。”王斌教授说,这是科学家们首次对三大计划协同应用进行的理论研究新发现。
据了解,目前,天琴计划“0123”技术路线图中,第“0”步的月球激光测距和第“1”步的“天琴一号”技术试验卫星项目已顺利开展,作为第“2”步的“天琴二号”卫星项目正在顺利推进中。2019年8月31日,我国首颗空间引力波探测技术实验卫星“太极一号”成功发射,标志着太极计划“三步走”发展路线中第一步任务目标已成功实现,目前正在推进后续工作。

9月16日,《自然》(Nature)杂志子刊《自然·天文》(Nature Astronomy)杂志刊登了由中国科学家龚云贵、罗俊、王斌撰写的论文“中国空间引力波探测计划的概念与现状(Concepts and status of Chinese space gravitational wave detection projects)”,全方位地介绍中国的天琴计划及太极计划的历史、概念及进展。这是中国科学家首次在顶尖国际杂志对中国空间引力波探测计划做完整系统的介绍,并对未来参与国际竞争与合作发出中国声音。
中国科学家在文中首次提出,如果中外的空间引力波探测计划如期实现,那么到本世纪30年代,欧洲的LISA,中国的天琴计划、太极计划,通过优势互补、相互协作,将有望确定引力波波源等重大宇宙信息,从而为人类揭开更多宇宙奥秘。

引力波是时空的涟漪,它能告诉我们关于宇宙起源、演化和时空结构的信息。2014年,中国科学院院士罗俊教授带领团队在国内率先提出要自主开展我国的空间引力波探测天琴计划,并制定了“0123”的技术路线。其目标是在2035年前后,在约10万公里高的地球轨道上,部署3颗全同卫星,构成边长约为17万公里的等边三角形星座,建成空间引力波天文台“天琴”,开展引力波的空间探测。
同为中国空间引力波探测的太极计划,与欧洲LISA计划基本相同,计划在距离地球约5000万公里的轨道上,发射三颗全同卫星,三星编队轨道以太阳为中心,设计干涉臂臂长即卫星间距300万公里。2016年,提出该计划的中国科学院为实现它制定了“三步走”发展路线。
天琴、LISA、太极三个计划,前者是地心轨道方案,后两者是日心轨道方案,需要相同的核心技术,也有各自不同的技术难题,但对空间引力波探测具有互补性。该论文分析,三个探测计划里,单个探测器对于不同空间方位的敏感度不同。三个探测器联合起来不仅可以覆盖更宽广的空间,而且可以更加精确地确定引力波源的物理参数,从而更好地理解种子黑洞的起源及演化、宇宙的起源及演化与引力的本质特性等。

“联合观测不但可以极大提高对引力波源的空间定位能力,而且可以观测到更宽的频段及更大的空间范围,从而为研究哈勃常数等宇宙学参数及宇宙演化提供新的观测手段。”王斌教授说,这是科学家们首次对三大计划协同应用进行的理论研究新发现。
据了解,目前,天琴计划“0123”技术路线图中,第“0”步的月球激光测距和第“1”步的“天琴一号”技术试验卫星项目已顺利开展,作为第“2”步的“天琴二号”卫星项目正在顺利推进中。2019年8月31日,我国首颗空间引力波探测技术实验卫星“太极一号”成功发射,标志着太极计划“三步走”发展路线中第一步任务目标已成功实现,目前正在推进后续工作。

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