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中国升空的这颗卫星背后 酝酿着一个大计划

作者:admin 发布时间:2019-12-22 13:06

12月20日11时22分,跟着太原卫星发射中心的长征四号乙运载火箭成功发射,包括赠埃塞俄比亚细微卫星以及“天琴一号”技能试验卫星等8颗卫星也同步升空。发射后891秒“天琴一号”入轨,电源开机正常。
 ▲12月20日11时22分,我国在太原卫星发射中心用长征四号乙运载火箭成功发射中巴地球资源卫星04A星,此次使命一起搭载了我国应对气候改动“南南合作”项目——赠埃塞俄比亚细微卫星以及“天琴一号”技能试验卫星等8颗卫星。新华社发(郑逃逃 摄)
 
 ▲12月20日11时22分,我国在太原卫星发射中心用长征四号乙运载火箭成功发射中巴地球资源卫星04A星,此次使命一起搭载了我国应对气候改动“南南合作”项目——赠埃塞俄比亚细微卫星以及“天琴一号”技能试验卫星等8颗卫星。新华社发(郑逃逃 摄)
 
▲12月20日11时22分,我国在太原卫星发射中心用长征四号乙运载火箭成功发射中巴地球资源卫星04A星,此次使命一起搭载了我国应对气候改动“南南合作”项目——赠埃塞俄比亚细微卫星以及“天琴一号”技能试验卫星等8颗卫星。
这是由华中科技大学和中山大学一起研发的国内首颗由国家立项面向未来引力波空间勘探技能试验卫星,其成功发射意味着我国科研人员酝酿近20年,且于5年前正式推出的天琴空间引力波勘探方案,正式进入“太空试验”阶段。
 
媒体:我国升空的这颗卫星不和 酝酿着一个大方案
 
围绕我国空间引力波勘探,罗俊院士早在1994年就在华中科技大学引力中心的山洞试验室初步进行根底研讨布局。
 
“天琴方案”是由罗俊院士2014年3月在华中科技大学的一次国际会议上提出的。该方案具体为2035年前后在距离地球约10万公里的轨道上,安置三颗全同卫星构成边长约为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,勘探引力波。
 
媒体:我国升空的这颗卫星不和 酝酿着一个大方案
 
2015年7月在中山大学主张的一个科研方案,中山大学和华中科技大学正式组成研讨小组翻开我国空间引力波勘探方案使命的预研,拟定我国空间引力波勘探方案的施行方案和路线图,提出天琴空间引力波勘探方案。
 
2016年2月21日,中山大学正式发布“天琴方案”施行路线图“0123方案”,该方案将用15年到20年发射卫星上天。
 
“天琴方案”首席科学家罗俊院士具体介绍了“0123方案”,其间“1”包括发射单颗高精度空间惯性基准技能试验卫星和单颗天琴探路者试验卫星,“天琴一号”卫星正是这个“单颗高精度空间惯性基准技能试验卫星”。
 
媒体:我国升空的这颗卫星不和 酝酿着一个大方案
 
据介绍,这套“0123方案”技能路线图,采用“沿途下蛋”分步施行,运用可靠、经济、科学的手段翻开技能攻关和在轨验证,稳步推进我国空间引力波勘探要害技能走向老到,毕竟翻开空间引力波勘探。
 
据了解,“天琴方案”得到了国内多部分的立项支撑,2015年教育部首要支撑“天琴方案”的施行,2016年国家航天局和基金委一起立项支撑月球中继星激光测距项目,2017年国家航天局发布《关于“十三五”民用航天科研的辅导意见》,其间明确提出推进引力波勘探试验验证卫星工程项目立项,从此初步对天琴“0123方案”系统性、持续性支撑。
 
2018年10月,国家航天局批复立项“高精度空间惯性基准技能试验卫星工程项目”,因该项目对应天琴“0123方案”中的进程“1”,故命名“天琴一号”。
 
“天琴一号”卫星总设计师张立华介绍,“天琴一号”是我国榜首颗由国家立项、高校牵头的技能试验卫星,也是国家正式立项的榜首颗空间引力波勘探技能试验卫星。
 
三大科学方针 
 
四大“开创”含义
 
空间引力波勘探技能系统中,空间惯性基准技能是要害技能之一。
 
罗俊说,这项技能的中心是在每颗卫星内部放置彻底悬浮起来的质量块,然后运用卫星屏蔽外界环境对质量块干扰,运用无拖曳技能并操控卫星使之侍从质量块运动,这个不受外力干扰的质量块,称为“惯性基准”。由于“惯性基准”只在引力场的作用下运动,所以能真实地反映引力场的动摇,可以说,“惯性基准”就是引力波“探头”。
 
“‘天琴一号’是一颗高精度空间惯性基准技能试验卫星。”中山大学天琴中心副主任叶贤基教授说,其身负三大科学使命:
 
榜首个是对空间惯性传感器进行在轨验证,该传感器用于精确丈量卫星与质量块之间的相对运动。
 
第二个是对微牛级可变推力的微推力器进行在轨验证,该技能用于精确操控卫星侍从惯性基准运动。
 
第三个是对无拖曳操控技能进行在轨验证,这是根据惯性传感器的丈量成果,经过恰当的操控算法向微推力器输出操控指令,使卫星精确侍从惯性基准运动。
 
叶贤基说,“天琴一号”也将对高精度激光干与丈量技能、高精度质心操控技能、高安稳性温度操控技能等引力波空间勘探共性要害技能翻开在轨验证。
 
 ▲天琴方案珠海方案测距台站▲天琴方案珠海方案测距台站
 
我国科学院院士叶朝辉标明,“天琴方案”从酝酿、预备到技能攻关获得阶段性作用,“天琴一号”在四个方面具有国内“开创”含义:
 
榜首,作为国内首颗国家立项的引力波空间勘探技能试验卫星,不只适用于空间引力波勘探方案,还将满足其他根底科学空间试验对航天技能的展开需求。
 
第二,是国内首颗无拖曳操控技能试验卫星。无拖曳操控技能是最前沿的航天技能。此次在轨成功结束“超静超稳”无拖曳操控卫星,将为翻开下一代卫星重力丈量、深空勘探、根底科学试验等供给严峻技能储备。
 
第三,是国内初度在空间树立最高精度的空间惯性基准,将结束惯性丈量、无拖曳操控、微牛级推进、激光干与丈量、高安稳温度和质心操控共六项要害技能在轨验证,六项要害技能协同工作,结束高精度空间惯性基准的构建。
 
第四,“天琴一号”卫星的单项技能方针要求高,部分技能比国内现有水平高2个数量级以上。
 
硬核技能再创“新高”
 
“无人之域”负重致远
 
21世纪初,罗俊带领团队初步布局空间引力波勘探的两大中心技能——空间惯性传感和星间激光干与丈量技能的研讨。经过四个“五年方案”的堆集,现在具有自主知识产权的空间静电悬浮加速度计现已经过了屡次在轨试验和空间运用。
 
但是,罗俊标明,我国现有的技能水平距离空间引力波勘探实际需要还有明显距离,尤其在空间惯性传感和星间激光干与丈量两大中心技能上还存在若干量级上的距离。
 
 ▲中山大学天琴中心杨山清教授和华中科技大学引力中心涂良成教授与航天东方红卫星有限公司的工作人员正在进行“天琴一号”卫星发射前的最终查验检查工作。
 
▲中山大学天琴中心杨山清教授和华中科技大学引力中心涂良成教授与航天东方红卫星有限公司的工作人员正在进行“天琴一号”卫星发射前的最终查验检查工作。
“这也是‘天琴一号’要打破的点。”天琴中心常务副主任涂良成教授说,在上述两项技能上“天琴一号”都有“打破”。首要是“新”,“天琴一号”所针对的无拖曳操控、微牛级可变推力微推力器、高精度激光干与丈量等方面的技能,在国内都刚刚起步,急需在轨试验验证。
 
其次是“高”,“天琴一号”是对我国空间引力波勘探中心技能的一次最高水平的在轨试验验证,比方惯性传感器噪声水平将比现有方针行进100倍以上、激光干与仪丈量噪声将比现有方针行进10倍以上。
 
叶贤基介绍,新技能和高标准的不和是研发进程克服了许多难点,以一体化星载激光干与仪为例,“天琴一号”中激光干与仪光学渠道是选用特别技能制造的超稳光学渠道,这种特别粘结工艺可以使得光学镜片与渠道的界面粘结强度非常挨近材料本身的最大拉伸强度,构成“准一体化”的抗震结构。再加上材料本身非常小的热膨胀系数,然后使得整个干与仪光学渠道对温度改动和外界振荡等环境改动的抗干扰才干极强。
 
空间引力波勘探技能迈出实质性、要害性的一大步,但这项工程巨大,技能前沿且杂乱,是科学界的“无人之域”,国际竞争日渐白热化。上海交通大学教授王斌标明,空间引力波勘探方案是世界级大型科研方案,欧美国家早已意识到我国的潜在竞争力,现在欧洲的LISA方案再度加速推进。
 
罗俊标明,“天琴一号”尽管含义严峻,但并不代表我国空间引力波勘探技能现已老到,实际上咱们距离结束空间引力波勘探的毕竟方针还负重致远,有必要本着求真务实的科学态度和结壮谨慎的科学风格,加速推进要害技能攻关和在轨验证,加速推进人才队伍建设和国内外科技合作。