从中国科学院力学研究所获悉,我国空间引力波探测 “太极计划” 迎来里程碑式进展,科研团队成功研制出全功能干涉仪光学平台并通过地面严苛测试,核心指标全面达标,标志着我国太空引力波探测核心装备从实验室样机迈向工程应用,为后续 “太极二号” 卫星研制及太空组网探测奠定坚实基础。
引力波是宇宙中极端天体事件(如双黑洞合并、中子星碰撞)产生的时空涟漪,探测引力波有助于人类揭开宇宙起源、演化与暗物质等核心奥秘。地面引力波探测受地表振动、大气干扰等限制,难以捕捉低频引力波信号,而太空引力波探测可规避此类干扰,是国际前沿科技竞争的战略高地。
“太极计划” 是我国自主提出的空间引力波探测方案,由中国科学院主导推进,拟部署三颗卫星,在太空形成300 万公里臂长的等边三角形激光干涉仪,探测 0.1 毫赫兹至 1 赫兹频段的低频引力波信号。该计划对测量精度要求达到皮米级(1 皮米 = 10⁻¹² 米,约为头发丝直径的万分之一),需克服极端太空环境下的热干扰、噪声抑制、超稳激光传输等世界级技术难题,被誉为 “宇宙级” 精密测量工程。
此次突破由中科院力学研究所引力波实验中心团队完成。研制的全功能干涉仪光学平台创新采用 **“正反分离” 三维布局设计,将热源元器件与精密光路结构隔离,有效抑制太空温度剧烈波动对测量精度的干扰,大幅提升系统热稳定性。测试结果显示,平台测量精度稳定达到皮米级,设备噪声水平显著降低,测量稳定性较前代提升10 倍 **,可与望远镜、惯性传感器等核心载荷无缝对接,功能完整性与可靠性完全满足太空探测任务要求。
作为 “太极计划” 核心测量装备,该光学平台的成功研制与测试通过,是继 2019 年 “太极一号” 卫星成功发射并完成在轨核心技术验证后的又一关键节点,标志着我国已全面掌握空间引力波探测干涉仪工程化核心技术,实现了从原理验证到工程样机的跨越国家航天局。相关研究成果已发表于国际学术期刊《研究》,获得国际同行高度认可。
按照中科院 “太极计划” 三步走战略,“太极一号” 已完成技术验证,“太极二号” 将开展关键技术在轨验证,后续将发射三颗卫星完成太空组网,构建我国自主的空间引力波探测体系。此次全功能干涉仪光学平台的突破,将加速 “太极二号” 研制进程,推动我国在空间引力波探测领域跻身世界前列,为人类探索宇宙奥秘贡献中国智慧与中国方案。