太极计划：去太空捕捉时空涟漪

　　走近大科学工程

　　科技日报记者 刘园园

　　2015年，美国激光干涉引力波天文台（LIGO）首次在人类历史上直接探测到引力波。几年来，LIGO已公开确认成功探测到十几次引力波事件。

　　随着地面引力波天文台捷报频传，去太空聆听宇宙琴弦愈加受到期待。

　　记者了解到，早在2012年，中国空间引力波探测研究团队受邀参加首届欧洲空间局空间引力波探测联盟会议，公开介绍了中国的空间引力波探测计划。该计划在2016年初由中科院正式启动，并简称为空间“太极计划”。目前“太极计划”正在进行关键技术攻关，并已取得一些重要进展。

　　在太空形成激光干涉链路

　　“‘太极’由3颗绕太阳轨道运转的卫星组成，呈正三角形编队，每颗卫星之间相距300万公里。”“太极计划”首席科学家、中科院院士吴岳良接受科技日报记者采访时介绍，其基本原理与LIGO类似，都是利用激光干涉。

　　LIGO由两条长度4公里且互相垂直的干涉臂构成。激光束沿每条干涉臂传播，并被反射镜反射。引力波的经过会导致干涉臂臂长发生微弱变化，激光束的传播时间也发生变化并产生所谓的干涉条纹。LIGO就是要测量这种极其微弱的变化。

　　与之相比，“太极”将位于太空中，干涉臂臂长即卫星间距——300万公里。LIGO的激光束需要在专门建造的真空腔体中传播。而“太极”本身就处于真空环境下，激光束直接在卫星之间传播。

　　吴岳良介绍，“太极”的每颗卫星均携带两套星间激光干涉测距系统。这样，3颗卫星一共可形成6条激光干涉链路，它们之间两两干涉形成“V”型激光干涉链路，因此可同时进行3组引力波探测实验。

　　“对于一个引力波事件，‘太极’携带的6个激光组可以同时探测到，进行3组实验，并独立实现相互验证。”“太极计划”首席科学家、中科院院士胡文瑞说。

　　三步走实现“太极计划”

　　“太极计划”希望建成一个在宇宙空间探测引力波的超精密测量系统，涉及至少28种关键核心技术，比LIGO的技术难度有过之而无不及。

　　“在精密测量物理方面，‘太极计划’所要达到的很多指标都是国际上最精密、最灵敏的极限指标。”吴岳良告诉记者。

　　这项计划将利用高精度激光干涉测距系统，在300万公里距离测量由引力波造成的皮米级的距离变化。要知道，皮米是纳米的千分之一。