天琴奏响,空间引力波探测技术验证传来佳音——访天琴一号技术试验卫星总设计师张立华

正2019年12月20日,"天琴"引力波探测计划的首颗技术验证卫星——天琴一号成功发射,开启了它的空间引力波探测技术探索之旅,经过6个月的在轨测试和试验,目前已圆满完成了各项试验任务,实现了对未来空间引力波探测任务进行部分关键技术验证的任务目标。在轨试验任务成功后,天琴一号卫星总设计师张立华接受了本刊记者的专访。     

空间引力波探测综述与拟解决的科学问题

空间引力波探测将为人类探索宇宙打开中低频段（0.1 m Hz～1 Hz）引力波观测的新窗口，这个频段的引力波事件被认为具有更重要的天文学、宇宙学以及物理学意义。其典型的波源包括超大和中等质量黑洞双星的并合、极端和中等质量比黑洞双星的绕转、银河系内数以百万计的致密双星系统以及随机引力波背景等，为研究宇宙起源与演化、黑洞形成与结构、引力和时空本质、暗能量和暗物质属性等提供了全新的方法和手段。21世纪以来，欧美联合的LISA计划成功发射了技术验证卫星LISA探路者，目前LISA计划已进入工程实施阶段，中国太极计划和天琴计划也相继发射了技术实验卫星太极一号和天琴一号，标志着空间引力波探测进入了全新的发展阶段。本文主要概述近年来国内外发展态势，详细凝炼空间引力波探测与研究的科学目标和未来发展的重点领域，系统优化引力波天文学、引力波物理学以及引力波宇宙学等相关学科布局，重点阐述推进空间引力波探测与研究的重要意义和发展战略。     

“抓捕”引力波“太极一号”在行动

正2019年8月,我国首颗空间引力波探测技术实验卫星——"太极一号"发射成功,今年1月8日,该星被正式交付中国科学院大学。这是我国第一次开展的空间引力波探测技术实验,也是登顶国际空间引力波探测领域的科研高峰、抢占科技制高点的重要抓手,对助力我国基础科学取得重大突破具有重要意义。     

中国空间引力波探测“太极计划”及“太极1号”在轨测试

我国空间引力波探测"太极计划"将打开中低频段(0.1 mHz～1 Hz)的引力波观测窗口,为人类研究宇宙起源与演化、黑洞起源与演化、引力本质、暗能量和暗物质等提供全新的方法和手段。由于空间引力波探测涉及一系列关键技术,太极计划提出了"单星""双星"和"三星"3步走的发展路线图。目前"单星"计划——"太极1号"发射成功,并圆满完成了第一阶段的在轨测试。本文将简要介绍空间引力波探测的科学价值、国内外背景和关键技术分解,重点对太极计划及其3步走发展规划进行分析,并提出后续工作的一些设想和发展建议。     

引力波探测中国都能做些什么?

正2月16日,中国科学家公布了正在筹划的一项新的空间探测引力波计划——太极计划。中国科学院院士、太极计划首席科学家胡文瑞介绍,太极计划的一种方案是在2030年前后发射三颗卫星组成引力波探测星组,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,以及其它的宇宙引力波辐射过程。他说,太极计划是一个中欧合作     

2020年全球重要空间科学发射任务

2020年全球重要的空间科学发射任务约10次，主要集中在行星科学，包括4次火星探测和1次月球探测。中国GECAM卫星、欧洲太阳轨道探测器以及嫦娥五号和火星探测等任务都计划发射升空，为开展空间引力波研究、太阳爆发机制、行星起源和演化等科学前沿取得发现奠定重要物质技术基础。      

引力波探测科学任务关键技术

介绍了引力波的基本概念,叙述了引力波产生的原因;调研了国内外地面和空间引力波探测的典型任务,并分析指出了地面与空间引力波探测任务的区别;分析了空间引力波探测任务的相关关键技术,阐释了空间引力波探测未来的技术发展方向;指出引力波探测任务的实施,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的作用,对提升我国空间科学和深空探测的技术水平具有重要意义。     

引力波之波

正2月11日,美国科研人员宣布利用激光干涉引力波天文台(LIGO)于去年9月首次探测到引力波,从而印证了著名物理学家爱因斯坦100年前的预言。有人如此形象地解释"引力波":如同石头丢进水里产生的波纹一样,引力波被视为宇宙中的"时空涟漪"。此次探测到的引力波虽然极其微弱,但它引起的反响却极为强烈,掀起的绝非层层"涟漪",而是层层"巨浪"。     

欧洲成功发射“激光干涉仪空间天线探路者”探测器

<正>1引言2015年12月3日,欧洲航天局(ESA)的"激光干涉仪空间天线探路者"(LISA Pathfinder,以下简称"探路者")探测器由"织女星"(Vega)运载火箭发射升空,该探测器将测试空间引力波探测所需的技术。引力波的概念源于爱因斯坦的广义相对论,其中一项重要的预言就是存在引力波。引力波是物质运动或物质体系的质量分布发生变化时产生的一种     

来自宇宙的“蝈蝈声”——引力波

正北京时间2月11日23点30分,美国国家科学基金会在华盛顿特区国家媒体中心宣布:人类首次直接探测到了引力波!一时间,引力波疯狂刷屏朋友圈,甚至出现了一批"A股概念股"。该引力波(GW150914)是美国"激光干涉引力波天文台"(LIGO)两台孪生引力波探测器探测到的。两颗初始质量分别为29颗太阳和36颗太阳的黑洞,合并成了一颗62倍太阳质量高速旋转的黑洞,亏损的质量以强大引力波的形式释放到宇宙空间,经过13亿年的漫长旅行,于2015     

技术水平有提高空间天气早知道"探测"系列科学卫星展新貌

2003年12月30日发射的中国探测-1卫星是"地球空间双星探测计划"(简称"双星计划")中的第1颗卫星,运行在赤道轨道.2004年7月25日,"双星计划"的第2颗卫星--探测-2由长征-2C改进型火箭送入地球极轨道.这2颗探测地球磁层空间的卫星分别运行于目前国际上地球空间探测卫星尚未覆盖的重要活动区,主要用于研究太阳活动、行星际磁层空间暴和灾害性地球空间天气的物理过程.     

太阳系天体引力对空间引力波探测日心编队构型的影响分析

针对太极空间引力波探测任务，建立了太阳系天体引力摄动对日心编队构型影响的数学模型，利用仿真手段分析了太阳系中行星和月球、矮行星和小行星引力摄动对空间引力波探测日心编队构型的影响，提出了一种综合考虑小行星到卫星轨道距离和星等的二重筛选方法，能够快速估计小行星相对加速度的上界.分析了日心编队构型卫星初始相位角变化对太阳系天体引力摄动的影响.仿真结果表明，在行星和月球中，地球、金星和木星引力对空间引力波探测编队构型影响较大，行星和月球的引力叠加影响达到-2.78×10-11km·-2.矮行星的引力叠加影响不大于1.25×10-17km·-2，小行星引力的叠加影响不大于1.1180×10-15km·-2.另外，编队卫星受到的太阳系天体引力摄动对编队构型卫星初始相位角的变化不敏感.      

印度将发射首颗月球探测卫星——月球初航-1

月球探测卫星--月球初航-1□□继日本和中国近期分别发射了本国的首颗月球探测卫星"月女神"和嫦娥-1之后,印度计划在2008年10-12月发射其第一颗月球探测卫星--月球初航-1(Chandrayaan-1,见图1).     

航天大会主论坛聚焦发展战略与关键技术

正北斗系统、火星探测、载人登月、空间引力波探测太极计划……9月18日,2020年中国航天大会开幕式结束后,作为中国航天大会规模最大、水平最高、影响最深的核心活动,主论坛邀请15位专家和领导作特邀和主旨报告,共同研讨我国航天发展战略布局、关键核心技术突破、"海上丝绸之路"空间信息产业发展、全球航天与开放合作等热点焦点问题。     

空间扫描

我国成功回收一颗科学探测与技术试验卫星1996年10月20日发射的科学探测与技术试验卫星，按预定计划在太空轨道运行了15天，顺利地完成了各项探测和试验任务，于1996年11月4日上午10时59分顺利返回四川省中部预定地区。这是我国第16次取得卫星回收成功。美建加州地震监测网据法新社华盛顿1996年10月29日消息，为预测地震，美航宇局正在设立有250个全球定位系统接收器组成的网络，以记录加利福尼亚州地震断层经常发生的难于觉察的运动。这些接收器将同美国防部和运输部联合管理的20颗围绕地球运动的卫星联系起来。美航宇局称，这些卫星和接收…     

“引力波暴高能电磁对应体全天监测器”卫星任务概况

正天文学是一门观测驱动的科学,天文学的重大进展往往源自于新的观测发现。2015年9月14日,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)首次直接探测到来自双黑洞并合的引力波信号,开辟了人类探索宇宙奥秘的新窗口,该发现完成了爱因斯坦广义相对论的最后一块拼图,揭开了引力波天文学时代的序幕。引力波发现之后,伴随引力波产生的电磁辐射(即引力波电磁对应体)的探测研究变得更加重要和紧迫。鉴     

中国何时在太空创造第一次

<正>中国曾有一项空间探测计划获得了国际宇航科学院颁发的杰出团队成就奖。这项国际航天领域极高的荣誉奖也授予了"和平"号空间站、"哈勃"空间望远镜、"勇气"号和"机遇"号火星探测等著名空间项目团队。你知道这项计划是什么吗?这就是中国第一个以科学为目标的卫星计划——地球空间双星探测计划,它也是中国与欧洲合作的第一个     

“探测二号”卫星发射成功

北京时间 7月 2 5日 1 5时 0 5分 ,“探测二号”卫星成功地从太原卫星发射中心发射升空 ,30分钟后准确进入预定轨道。中国科学家于 1 997年提出的“地球空间双星探测计划”得以真正实现。“地球空间双星探测计划”由中国科学院主持 ,由两颗以大椭圆轨道绕地球运行的小卫星组成。此次发射的“探测二号”卫星与已在轨运行的“探测一号”卫星构成了具有创新特色的星座式独立探测体系。这一计划与欧洲空间局“星簇计划”组成的联合观测项目 ,将在人类历史上首次对地球空间进行六点立体探测。“探测二号”卫星质量约为 343kg ,设计寿命 1 2个月 ,…     

宇宙中最怪异的东西

引力波是根据爱因斯坦广义相对论预言的时空结构的变形。引力波以光速传播，但是引力波的强度很微弱，以至于科学家只能探测被强烈宇宙事件制造的引力波。     

中国又一颗卫星成功返回地面

中国又一颗卫星成功返回地面１９９６年１０月２０日,中国在酒泉卫星发射中心发射的一颗科学探测与技术试验卫星,按预定计划在太空轨道运行了１５天,顺利地完成了各项探测和试验任务,于１１月４日１０时５９分,在西安卫星测控中心的精确控制下,成功地在四川省中部地...