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  • 1 # 來看世界呀

    天琴計劃是中山大學2015年發起的一個科研計劃,研究開展中國空間引力波探測計劃任務的預先研究,也就是說還沒正式開始。目前正構建完善的觀測體系,相關儀器還在研發製造中。

    "天琴計劃"實驗本身將由三顆全同衛星(SC1,SC2,SC3)組成一個等邊三角形陣列,透過慣性感測器、鐳射干涉測距等系列核心技術,"感知"來自宇宙的引力波訊號,探索宇宙的秘密。目前天琴計劃開始了預先研究,預先的意思就是在正式探測前的方案設計、探測器設計製造和佈置等工作,構想一個專門的觀測體系,然後才是具體的實施,由於投資額較高,也是由於想跟上國外的研究,具體的探測專案可能會盡快實施。但是也有天琴計劃包括數顆衛星探測器,和一些高精尖探測儀器,該專案2015年啟動,但卻需要20年左右的時間才能做完幾項子計劃。

    相比而言,LIGO已經觀測到黑洞合併產生的引力波,計劃的實施也早於中國的天琴計劃。從時間上來說,天琴計劃可以利用LIGO較為成熟的經驗,以更先進一些的現代技術構建觀測體系,觀測能力可能會有提高,天琴計劃和歐洲正在進行的LISA計劃一樣,都是在軌探測引力波的計劃,而設計資料顯示中國的天琴計劃將比歐洲的LISA的觀測靈敏度更高,但是這兩個都和LIGO觀測方式不同,不是同一類裝置,難以放一塊比較,再說也還在設計建造階段,相關的裝置可能在近兩年展開在軌驗證,然後才是正式的探測計劃。

    此類尖端觀測專案的實施,需要很多國際合作,天琴計劃的裝置研發和製造就是幾個國家共同來做的,同時引力波的探測和基於引力波研究宇宙,也將是耗時長久的課題。

  • 2 # 花熊爸爸

    “天琴計劃”是由中山大學發起的引力波空間探測計劃。

    “天琴計劃”的內容是在10萬公里高度的地球軌道上,部署三顆完全相同的圍繞地球的衛星(下圖中的SC1,SC2,SC3)組成臂長17萬公里的等邊三角形編隊,建成空間引力波科學探測系統。“天琴計劃”已於2015年7月正式啟動,計劃用20年的時間完成衛星研製和發射,正式開始引力波探測任務。

    進展:

    “天琴計劃”的實施分為4個階段。目前處於關鍵技術研究的0顆星階段,主要發展月球和深空衛星的鐳射測距技術,幫助實現對天琴衛星的高精度定軌,現已經完成國內首次月球-地球鐳射測距實驗。得益於探月工程嫦娥四號中繼星“鵲橋”搭載的角反射器,研究團隊將於今年(2019年)在國際上首次實現超過地球-月球距離的超長鐳射測距。此外,“天琴一號”技術驗證試驗衛星也將在2019年底前完成發射,該技術驗證試驗衛星將對無拖曳技術、微牛量級的微推進技術、以及鐳射干涉儀等核心技術開展星載技術驗證。

    對比:

    關於“天琴計劃”和其它引力波探測專案的對比,其實不能直接進行探測精度之類的比較,因為這些計劃所研究物理現象、所探測的頻率完全不同,簡單的對比完全沒有意義。在下圖上可以看到,中子星、恆星級黑洞等緻密天體(幾十個太陽質量左右)組成的緻密雙星系統的碰撞合併過程所發出的引力波頻率一般處於10赫茲-1000赫茲量級的高頻段,採用的探測手段是地面鐳射干涉儀,典型代表就是美國LIGO。而“天琴計劃”是利用超高精度星間鐳射干涉測量技術探測1mHz~1Hz頻段的引力波訊號,頻率比LIGO要低很多。換句話說,LIGO主要探測短時間爆發的高頻引力波,天琴探測的是低頻段的連續型引力波(比如緊湊的白矮星雙星系統等),這類目標的好處就是可以持續的多次驗證。

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