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我国将在距离地球5000万公里外精确放置三颗卫星,专门探测引力波

我国将在距离地球5000万公里外精确放置三颗卫星,专门探测引力波
2020年09月20日 16:27 新浪网 作者 科普博览

  引力波是宇宙中大质量天体发生剧烈活动时在空间中产生的波形震荡,又被形象的称为“时空涟漪”。

  

  天文物理学家早就推论认为引力波是存在的,在1916年,爱因斯坦基于广义相对论就预言了引力波的存在,是广义相对论洛伦兹不变性的结果,但引力波首次被观测证据证实还是在5年前的2015年9月14日,美国激光干涉引力波天文台首次监测到引力波引起的微弱震荡,当时设备还属于调试阶段,未敢确定,同年12月26日,该设备再次监测到引力波,之后便不断有中子星或黑洞碰撞产生的引力波被发现。

  

  我国在引力波探测方面的建设也在稳步推进,著名的天琴计划就是要在地球周围的外太空中发射三颗引力波探测卫星,相互之间的距离为17万公里,组成一个等边三角形,等待引力波拨动它的“琴弦”,2019年12月20日,天琴一号卫星已经升空。

  

  在“天琴计划”之外,我国在引力波探测方面还有“太极计划”,首颗卫星太极一号已经于2019年8月发射升空,2020年9月18日,在福州开幕的2020年中国航天大会上,该计划首席科学家吴岳良说:“太极一号’第一阶段在轨技术验证结果已出,总体来看全面高于设计指标。”并将启动太极二号探测卫星的发射和调试任务。

  

  “太极计划”引力波探测任务确定了“单星、双星、三星”的“三步走”发展战略和路线图,并重点瞄准中等质量双黑洞合并过程,其引力波探测星组和天琴计划同样是由三颗卫星组成的等边三角形,只是这个三角形要更大,三颗卫星之间的距离达300万公里,在地球绕日轨道发射入轨后绕日运行,位于偏离地球太阳方向约18~20度的位置,但距离地球约5000万公里,这样可以很好地避开地球重力梯度噪声的影响。三颗卫星始终面对太阳,可保持热辐射的稳定性,有利于满足探测器温度变化控制在百万分之一的要求。

  

  ↑天琴计划三颗探测器与地球位移指示意图

  

  ↑太极计划三颗探测器与地球位置示意图。太极计划对引力波震荡的灵敏度极高,是LIGO的十倍,每年大约可以探测到30个引力波现象。

  

  

  参考资料:中国新闻网9月19日文章《中科院启动空间引力波探测计划第二步“太极二号”双星计划》

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