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“天琴计划”最新进展,中大校长罗俊为你科普

2018-07-31 08:41 来源:南方日报 姚瑶

文 | 粤有料

中山大学“天琴计划”又有新进展了!

作为广东省内备受关注、也是国家重大科技基础设施规划建设项目, “天琴计划”一项大装置要在深圳建设!

今天上午, “天琴计划”空间引力波探测地面模拟装置重大科技基础设施立项暨可研报告编制启动会在深圳举行,有料哥在现场获得了关于“天琴计划”最新进展的第一手消息。

为下一步“太空探索”做足准备

这个装置意义可不小。

从科学研究来说,它建成后,将在地面全面系统地模拟空间引力波探测,为下一步太空探索做足准备。

从重大科技基础设施建设来说,广东省科技厅厅长王瑞军明确,它是广东省首个自主提出、自主建设的重大科技基础设施,建设选址在中山大学深圳校区,建设总投资预算超过10亿元。

教育部科技司副巡视员李渝红说,它是高校为科研载体与政府深度合作,服务国家战略和区域发展的有益探索,在全国具有典型意义。

在现场,“天琴计划”带头人,中科院院士、中山大学校长罗俊除了全面科普“天琴计划”,还透露了项目最新进展的消息。

为啥要做“天琴计划”?

罗俊说,要理解“天琴计划”,首先要理解引力波对探秘宇宙的作用。

1916年爱因斯坦基于广义相对论预言引力波的存在。2016年,美国LIGO项目团队宣布发现引力波,从此为人类观察宇宙打开了全新的视野。

从前人类探测宇宙只能通过光学手段看到图像,现在利用引力波手段可以听到宇宙的声音,了解到以前无法探索和理解的宇宙。

罗俊表示,利用引力波探测的意义深远,以全新的天文观测手段有助于发现新天体、研究宇宙、星系、恒星的演化历史和动力学过程。空间引力波探测对象包括了由近(银河系)到远(整个可见宇宙)、由小(几个太阳质量)到大(几百万个太阳质量)的极为丰富的引力波源。

其实在30多年前,中国科学家已经开始探索引力波。2014年,罗俊团队提出“天琴计划”,次年获教育部下拨经费支持正式启动。“目前,我国空间引力波探测面临约15年的关键时间窗口。”罗俊说,欧洲的LISA计划预计在2034年发射,而“天琴计划”相比LISA在30mHz以上的高频段更灵敏,对多波段引力波天文学更有优势。

四大部分开展,地面模拟装置立项为重要一环

“天琴计划”怎么做?

罗俊说,空间引力波探测原理是在太空中构建大型激光干涉仪,利用卫星编队形成干涉臂进行引力探测。

要在距离地球约10万公里高的轨道上放三颗卫星,中间用激光联系起来。引力波一过来,一边空间会拉伸,一边空间会收缩,这个拉伸距离只有皮米级(一个原子的大小)。因形似竖琴,如听天籁,因此称为“天琴”。

把这样一套装置放在宇宙空间里,就能测出时空变化。“天琴计划”将在2030年前后发射3颗卫星,组成空间引力波观测系统,对宇宙中广泛存在的豪赫兹的中频引力波展开探测。

罗俊介绍,“天琴计划”分解为“0123”计划:

“0颗星”是首先发展月球和深空卫星激光测距技术,帮助实现对天琴卫星毫米级的定轨精度;

“1颗星”是利用一颗卫星在约700公里的轨道高度上,进行空间惯性基准实验;

“2颗星”是利用两颗卫星在约400公里的轨道高度上、借助激光测距对全球重力场进行高精度测绘;

“3颗星”是引力波探测实验。

“天琴计划”主要分为载荷研究基地、地面模拟装置、系列实验卫星和国际大科学计划四部分。

1.载荷研究基地位于中大珠海校区,该项目主要包括关键技术和载荷的研发与测试。“用通俗的话说,这个基地主要是做卫星里装的东西。”罗俊说。

有料哥此前也报道过,珠海校区“天琴计划”的建设进展。(《“天琴计划”上山路效果图曝光》

2.地面模拟装置,也就是今天的主角,位于中大深圳校区,主要包括地面模拟、系统集成和综合测试。“最终要上天,需要在地面做好系统的模拟,否则一旦出现问题将会导致巨大的损失。”罗俊说。

3.系列试验卫星。罗俊透露,目前有两颗正在试验中,分别是“嫦娥四号”中继卫星和“天琴1号”试验星。

此前,有料哥专访过“天琴”团队,他们研究出了一面“面镜”,加载在“嫦娥四号”中继卫星上,将于明年初进行人类首次超过地月距离的激光测距实验。(《中大研究出一面“魔镜”,成功“上天”探秘宇宙那些事》

4.国际大科学计划。罗俊说,探索宇宙未知需要的是全球的智慧而非一校、一国的智慧,“天琴计划”将成为全球大科学计划。目前,天琴计划的国际意向单位包括莫斯科大学、都灵理工大学等,以及国内的中科院理论物理研究所、北京理工大学、华中科技大学等正在深度合作。

【图文记者】姚瑶

【实习生】黄子欣

【校对】杨远云

【作者】 姚瑶

【来源】 南方报业传媒集团南方+客户端 南方号~深度~粤有料

编辑: 邓红英

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