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我国首颗空间引力波探测技术试验卫星“太极一号”完成第一阶段在轨测试

朱敏 发布时间:2019-09-23 10:21:00来源: 央广网

  央广网北京9月21日消息(记者朱敏 见习记者雷佳)据中央广播电视总台中国之声《新闻纵横》报道,今天(21日),是中国航空事业110周年纪念日。110年前的今天,一位26岁的年轻人——冯如,揭开了中国航空史第一页。那是1909年9月21日,也就是莱特兄弟发明第一架飞机的6年后,冯如成功研制并试飞了中国人的第一架飞机。后来,冯如在一次飞行事故中不幸牺牲,年仅29岁,壮志未酬。新中国成立以来,我国奋起直追,不仅是航空,在航天领域也取得了一系列举世瞩目的成就。嫦娥探月、北斗组网,火箭飞天、卫星遨游……探索浩瀚宇宙,寄托着我们不懈追求的飞行梦、航天梦。

  在新中国成立70周年之际,又适逢这一纪念日,又有好消息传来——我国首颗空间引力波探测技术试验卫星顺利完成第一阶段在轨测试。我们的飞天梦、航空梦,正在揭开越来越多遥远星空的神秘面纱。

  今年8月31日,由我国航天科工火箭技术有限公司研发的快舟一号甲固体运载火箭在酒泉卫星发射中心以“一箭双星”的方式,成功将“微重力技术实验卫星”与“潇湘一号07卫星”分别准确送入预定轨道。这“双星”中的“微重力技术实验卫星”,是我国首颗空间引力波探测技术实验卫星。

  而现在要说的主角,就是这颗卫星。如果以水面来比喻时空,引力波就可以看作是时空的涟漪,不同频率的引力波反映了宇宙的不同时期和不同的天体物理过程。爱因斯坦在一个世纪前基于广义相对论预言了引力波的存在,科学家于2015年首次在地面直接观测到双黑洞并合产生的引力波,这让人类多了一种探索和认识宇宙的新手段。

山东群英会选号技巧  这颗卫星运行20天后,中国科学院于昨天(20日)宣布,我国首颗空间引力波探测技术实验卫星被正式命名为“太极一号”,已顺利完成第一阶段在轨测试任务,为未来引力波探测奠定了基础。“太极一号”第一阶段具体表现如何?它的探测有什么意义?

  2016年2月,美国激光干涉引力波天文台宣布LIGO探测器于美国东部时间2015年9月14日5点51分观测到了引力波发出的撞击声,人类第一次听到了来自外太空的问候。它不仅证实了爱因斯坦广义相对论的预言,更让人类对宇宙的认识向前迈出一大步。这一成果几乎毫无悬念地获得了2017年诺贝尔物理学奖。

  LIGO探测器是地基探测,而至今,人类尚未在空间探测到引力波。中国科学院大学副校长、首席科学家吴岳良院士介绍,中国科学家在坚持尝试进行空间引力波探测,为了看得更丰富、更远。他说:“空间可以在百万公里量级来进行观测,可以看到更远的、天体更大的引力波波源。另外,空间探测的引力波波源是最丰富的,并且观测的时间比较长,在不同的角度进行观测,可以把引力波波源的位置确定下来。”

  然而,引力波信号极其微弱,在空间实施引力波探测,需要突破目前人类精密测量和控制技术的极限。吴岳良表示:“虽然探测原理跟地面一样,但是关键技术很不一样。其中一个就是高精度激光测距系统,要测量到皮米量级。皮米量级什么概念?比原子大小还要小十分之一。”

山东群英会选号技巧  “太极一号”正是瞄准这一重大科技前沿,对空间探测引力波所需的超高精度测量等关键技术的可行性和实现途径进行在轨验证。中国科学院副院长相里斌表示,在轨运行的20天里,“太极一号”运行正常,也发回了一些宝贵的数据:“截至目前,卫星在轨运行正常,第一阶段在轨测试任务顺利完成,各项验证的关键技术都已经获得宝贵数据,达到了设计技术指标的要求。”

  “太极一号”第一阶段在轨测试和数据分析结果表明,激光干涉仪位移测量精度达到百皮米量级(约为一个原子直径),引力参考传感器测量精度达到地球重力加速度的百亿分之一量级,微推进器推力分辨率达到亚微牛量级。这是什么概念呢?吴岳良打了两个形象的比喻:“百皮米级别相当于一个原子的大小;引力参考传感器精度达到了重力加速度的百亿分之一,相当于能够测出来一只蚂蚁推着‘太极一号’卫星所产生的加速度;微推进器推力分辨率达到亚微牛量级,相当于一颗芝麻的重量分成一万份,每份重量的这个推力。”

  吴岳良还表示,“太极一号”在轨测试实现了我国和国际上的多个“首次”:“‘太极一号’的成功发射和第一阶段在轨测试任务的顺利完成,实现了我国迄今为止最高精度的空间激光干涉测量,成功进行了我国首次在轨无拖曳控制技术试验,并在国际上首次实现了微牛级射频离子和双模霍尔电推进技术的在轨验证。”

  据了解,中科院从2008年开始前瞻论证我国空间引力波探测的可行性,经过多年科学前沿研究,提出了我国空间引力波探测“太极计划”,确定了“单星、双星、三星”“三步走”的发展战略和路线图,并于2018年8月在空间科学(二期)战略性先导科技专项中立项实施“太极计划”单星工程任务,启动了“三步走”中的第一步,在不到一年的时间里完成了卫星的研制任务。吴岳良介绍:“现在发射的‘太极一号’是第一步,第二步要在绝大部分关键技术进行较高指标在轨验证,将来我们需要发射两颗卫星,最终第三步就是探测引力波、认识引力宇宙——‘太极三号’预计2033年发射。”

  相里斌说:“要最终在空间探测到引力波还任重道远,中科院将积极推进这项工作,为探索浩瀚宇宙、为人类文明进步贡献更多的中国智慧、中国方案和中国力量。”

(责编: 郭爽)

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