中科院联手欧空局开展引力波探测

  近日,中国科学院公布了一项新的空间探测与研究引力波计划——“空间太极计划”。之所以名为“太极”,据项目发起人之一、中科院力学研究所院士胡文瑞介绍,是因为中国的宇宙观认为,万物始于太极,探测原始引力波就是研究宇宙的起源,而太极的形象和双黑洞恰好很相似。

  “空间太极计划”是与欧洲空间局联合开展的空间引力波探测计划,预计今年秋天双方科学家将完成双边合作的可行性报告,并向各自的主管部门呈报。据介绍,这一计划涉及学科领域和前端技术广泛,包括物理学、天文学、宇宙学、天体物理、空间科学、光学,以及精密测量、航天技术、导航与制导、飞行器与轨道设计等,需要发展空间超远距离超高精度激光测量、超高灵敏度惯性传感器,以及超高精度卫星无拖曳控制等下一代高端空间技术。这些技术对于提升我国空间科学和深空探测的技术水平具有重要意义,对惯性导航、地球科学、高精度卫星平台建设等应用领域也将发挥积极作用。

  在引力波探测领域,与美国的激光干涉引力波观测台项目(LIGO)齐名的,还有以欧空局为主导的激光干涉空间引力波观测项目(LISA)。“空间太极计划”的主要召集人之一、中国科学院大学副校长吴岳良院士介绍,“空间太极计划”将与LISA开展合作,主要科学目标是观测双黑洞并合和极大质量比天体并合时产生的引力波辐射,以及其他的宇宙引力波辐射过程。

  “空间太极计划”的设想之一是在2030年前后发射3颗卫星组成的引力波探测星组,用激光干涉方法进行中低频波段引力波的直接探测,目标是观测双黑洞并合和极大质量比天体并合时产生的引力波辐射,以及其他的宇宙引力波辐射过程。这一计划目前有两个方案:方案一是参加欧洲空间局的eLISA双边合作计划;方案二是发射3颗中国的引力波探测卫星组,与2035年左右发射的eLISA卫星组同时遨游太空,独立进行引力波探测,两组卫星互相补充和检验测量结果。

  据介绍,空间引力波探测被列入中科院制订的空间2050年规划。2008年由中科院发起,中科院多个研究所及院外高校科研单位共同参与,成立了中国科学院空间引力波探测论证组,开始规划我国空间引力波探测在未来数十年内的发展路线图,目前已形成了一支以中科院科研人员为主的“空间太极计划”工作组,在引力波源的理论及探测研究和卫星技术研究上取得了诸多进展。

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