漫说“天琴一号”

　　近年来，引力波探测渐成科学热点。通俗来讲，因为质量的存在，物体边界处会发生时空弯曲。引力波就是时空弯曲中的涟漪，当引力波通过的时候，物体之间的距离就会发生有节奏的增加和减少。

　　为推进实施空间引力波探测项目，在国家航天局的支持下，中山大学、华中科技大学和中国航天科技集团五院航天东方红卫星有限公司联合推出“天琴一号”技术试验卫星。2019 年 12 月 20 日，“天琴一号”技术试验卫星成功发射，这是航天东方红卫星有限公司发射的第 98 颗卫星。

　　“天琴一号”技术试验卫星的目的是构建空间高精度惯性基准，验证相关关键技术，为空间引力波探测任务目标的实现奠定技术基础。其中，无拖曳控制技术是要重点攻克的难题。为实现无拖曳控制技术在轨验证，天琴一号卫星通过高稳定的温度控制、精准的质心控制，为无拖曳控制提供良好的环境保障。

　　所谓无拖曳控制，就是依靠微推进系统在航天器上施加持续的推力，以此“抵消”航天器在轨道上受到的大气、太阳光压等非保守力，为卫星内部“自由悬浮”的检验质量提供一个近乎“纯引力”的飞行环境。

　　在无拖曳控制技术的保护下，卫星内部“自由悬浮”的检验质量将在空间高精度惯性基准下始终处于“静止”状态。但无拖曳控制技术并不会抵消空间引力波的影响。当卫星受到引力波的作用，卫星内部的检验质量就会随着引力波的波动发生有节奏的移动，如同水面上受到涟漪扰动的树叶。

　　“天琴计划”拟在地球轨道上，部署 3 颗卫星，组成臂长十几万公里的等边三角形编队，构成空间引力波探测天文台。当三颗卫星同时受到引力波的影响时，处于卫星内部的检验质量之间的距离就会发生微小变化。未来，通过激光干涉测距技术精确检测其中两颗卫星检验质量之间微弱的距离变化，就可以实现对引力波的探测。

　　引力波探测不仅是验证爱因斯坦广义相对论的最后一块拼图，更是对于研究宇宙的起源、发展、演变等具有重大意义。空间引力波，天琴启航，待你奏鸣。

　　来源：图文均由中国航天科技集团五院航天东方红卫星有限公司提供