「天琴一號」升空 探測空間引力波
12月20日，伴隨着長征四號乙運載火箭升空，中國「天琴」引力波探測計劃首顆技術試驗衛星──「天琴一號」進入太空，開啟空間引力波探測技術探索計劃。根據規劃，「天琴計劃」將在地球軌道上部署3顆衛星，組成臂長十幾萬公里的等邊三角形編隊，構成空間引力波探測「天文台」，探測地面上無法探測到的更寬域的低頻引力波，數據有望提供給全世界科學家共同研究。\大公報記者 周琳北京報道
這是繼今年8月「太極一號」之後，中國發射的又一顆用於引力波探測研究的衛星。當前，中國共有三大引力波探測計劃：「太極」、「天琴」及「阿里」，被中國科學家形象地稱打「太極」、奏「天琴」、登「阿里」，旨在引力波探測領域發出中國自己的聲音。
作為「天琴計劃」的先行軍，「天琴一號」技術試驗衛星由航天科技集團五院航天東方紅衛星有限公司抓總研製，肩負着對無拖曳控制技術、慣性傳感器技術、高精度激光干涉測量技術等在軌驗證的使命，是空間引力波探測的探路者。
突破「臂長限制」 精準測量
1916年，愛因斯坦基於廣義相對論預言了引力波的存在。2016年初，美國的激光干涉引力波天文台（LIGO）地面引力波探測裝置首次直接探測到了引力波，找到了驗證愛因斯坦廣義相對論的「最後一塊拼圖」，在國際上掀起了引力波探測研究的熱潮。
為何地面上已經探測到引力波了，還要到太空去探測？「天琴一號」技術試驗衛星總設計師張立華解釋稱，地面上由於激光干涉測量臂長的限制，只能探測到高頻引力波，要探測到更寬域的低頻引力波，只能到空間上去，形成長達數萬公里到數百萬公里的干涉臂長。
無拖曳控制 「純引力」飛行
因此，「天琴計劃」擬在地球軌道上部署3顆衛星，組成臂長十幾萬公里的等邊三角形編隊，構成空間引力波探測天文台，通過激光干涉測距系統來精確測量兩顆衛星檢驗質量之間微弱的距離變化，實現探測引力波。
空間引力波探測帶來極大的技術挑戰，多項技術指標高於現有技術水平數個量級。這次「天琴一號」將先行驗證相關技術。關鍵技術取得實質性突破以後，再研製能探測到引力波的衛星系統。
其中，無拖曳控制是「天琴一號」重點攻克的難題。所謂無拖曳控制，就是依靠微推進系統在航天器上施加持續的推力，以此「抵銷」航天器在軌道上受到的大氣、太陽光壓等力，從而為衛星內部「自由懸浮」的檢驗質量，提供一個近乎「純引力」的飛行環境。在此基礎上，一旦實現了通過激光干涉測距技術，精確檢測兩顆衛星檢驗質量之間微弱的距離變化，衛星就具備探測到引力波的能力。
空間引力波探測一直以來是一個世界性的難題，對航天器的性能提出了極高的要求。「天琴一號」技術試驗衛星總體主任設計師黎明介紹，未來天琴計劃的數據有望提供給全世界科學家共同研究。
