“天琴一号”试验卫星成功发射 酝酿近20年的空间引力波探测计划迈出重要一步

12月20日，随着长征四号乙运载火箭腾空而起，“天琴一号”技术试验卫星成功飞向太空。

这是我国首颗由国家立项面向未来引力波空间探测的技术试验卫星，其成功发射意味着中国酝酿近20年的空间引力波探测计划方案距离实现迈出了重要一步。在这个历史性的时刻，不妨让我们走近“天琴一号”，揭开“天琴工程”的神秘面纱。

“天琴一号”要做什么？

“天琴计划”是由中山大学校长、中国科学院院士罗俊于2014年提出、以中国为主导的国际空间引力波探测计划：2035年前后，在距离地球约10万公里的轨道上部署三颗卫星，构成边长约为17万公里的等边三角形编队，在太空中建成一个探测引力波的天文台。因为三颗卫星组成的编队在天空中形似竖琴，故名天琴。

“天琴计划”将分三次总计发射六颗卫星上天，第一次发射一颗高精度空间惯性基准试验卫星，第二次发射两颗激光干涉测量技术试验卫星；第三次发射三颗天琴卫星，组成编队进行空间引力波探测。

罗俊说，此次发射的“天琴一号”，是“天琴计划”拟发射的第一颗试验卫星。

那么“天琴一号”上天后将肩负怎样的科学任务？

中山大学天琴中心副主任叶贤基教授说，“天琴一号”身负三大科学任务：一是对空间惯性传感器进行在轨验证，二是对微牛级可变推力的微推力器进行在轨验证，三是对无拖曳控制技术进行在轨验证。

“这颗卫星是整个‘天琴计划’的首颗技术验证星，离最终实现空间引力波探测目标还有很长的路要走。”“天琴一号”技术试验卫星总设计师张立华介绍，这一次的技术验证，将为未来技术发展提供有价值的参考。

我们为什么要探测引力波？

在爱因斯坦广义相对论中，引力波是时空波动的具体表现。宇宙大爆炸、黑洞并和等天文事件会产生时空涟漪，如同石头被丢进水里产生的波纹，这种波动会以光速传播。当波动抵达地球时，将“扭曲”地球的时空；这种扭曲极其微弱，不仅你我无法感知，普通的科学仪器也无法测量。

在此之前，人类观测宇宙的手段，不管是红外光还是紫外光，靠的都是电磁波。而引力波提供了一个全新的观测宇宙的重要窗口。

“想象我们在一个房间内看到光在内部传播，那是一种电磁波。而如果房子本身形状发生了改变，则是引力波的作用。”罗俊说。

中国科学家正在进行的空间引力波探测的“天琴计划”，其原理是：由于引力波会造成时空的变化，导致空间中两点之间的距离发生改变。当引力波到达时，会造成一个方向压缩，另一个方向拉伸，这种变化是有规律的。通过精确测量引力波天文台三颗卫星组成的等边三角形之间距离的微小变化，可以测量引力波是否存在。

引力波探测跟我们普通人有关系吗？受访科学家表示，新的科学发现，会给人类社会带来难以预估的影响。引力波探测，将可能带动激光、材料、光学、工程、计算机等诸多学科前沿的发展；引力波探测的很多技术将对或者已经对半导体制造、能源、材料、大数据等实用领域产生深远影响。据新华社

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