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天琴计划:那些宇宙探秘者的故事


2014年,中国科学院院士罗俊提出“天琴计划”它的目标是2035年前后在距离地球约10万公里的轨道上,部署3颗全同卫星构成边长约17万公里的等边三角形编队,在太空中建成一个引力波天文台,探测引力波。



近日,天琴中心常务副主任涂良成,做客珠海传媒集团电视栏目《湾区会客厅》,为我们分享宇宙探秘者的故事。


“2000年之前我们就开始全面布局引力波探测技术,其中最核心的技术是引力波的探头,我们叫作惯性传感器。从2000年到2013年,项目从地面实验室进展到太空试验阶段。2013年首次进行卫星搭载,2019年的‘天琴一号’是第三次卫星搭载。”涂良成在节目中说,“我们还有一项技术是用激光干涉测距,这两项技术之后,我们再发射三颗卫星上去,卫星和卫星之间构成一个精确的编队,这就是最终的‘天琴’。”


要实现空间引力波探测,需要面对极大的技术挑战,很多技术指标要求远高于现有技术水平数量级。工欲善其事,必先利其器,“天琴计划”依托各种引力实验、大科学装置建设的多点发力、分步实施,最终目标是探测空间引力波,但在推进过程中也“沿途下蛋”催生出了大量的科研成果。


“比如,我们通过台站把激光打到月球上面测距,已经能够测得非常准确。就是说对要探测的空间目标,我们已经能够实现非常精准的定位,这项技术可以应用到很多领域中。”涂良成说,“科学研究和技术应用是两方面,但是两个轮子必须互相驱动。‘天琴’引力波探测是非常遥远的事情,但是技术发展到某个阶段,就可能产生一些‘果子’,摘下来应用到别的地方就开辟了新的领域。”


“天琴计划”困难之多、难度之大,可见一斑。那么探测引力波意义在哪?又会给我们带来什么?



看似复杂的研究,当它一系列的关键技术实现突破,将间接改变影响人类的生活。比如,精确测量地球重力,会使我们更加深刻地了解地球水资源、矿产资源的分布与变化,从而更加有利于保护资源、更加有益于我们认识世界。


“引力波探测可能是一个全球性的问题,大家都在研究和探索,而‘天琴计划’开始预备的时候就在强调自己做。之前我们也想如果能够跟国外合作,把技术拿过来用,又容易又快。最后发现,实际去操作这些事情的时候,别人就告诉你,这个东西不能跟你共享。原话就是‘这东西不是商品,必须拿东西交换’。”涂良成说,“拿什么东西交换?就是要把我们最想要的东西给他来交换,这样最终结果还是不能在我们手里。我们因此更加坚定了信心,要自己做下去。”


随着国家对基础研究越来越重视并不断加大投入,一种全新的合作模式展开。国家、地方、高校、研究院所、企业共同联合研发科学试验,发挥国家主管机关的政策引领、地方资金支持、高校的科学研究基础和企业的工程研制经验等优势。因“兴趣”使然,圆一个“中国梦”,“天琴计划”吸引着越来越多的人才参与进来。



“天琴计划”从2014年提出到现在,6年的时间取得了很大进展。“虽然进展比我们预期要快,但也是这个节点该发生的事情。背后有太多的人,默默无闻地、日复一日地反复做这件事情,反复验证技术的稳定性、可靠性。”此外,涂良成介绍,“天琴计划”落户在珠海,有良好的实验环境“山洞实验室”,且珠海的测距台站是北半球国际台站里最靠南的,具有良好的方位优势。

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