太極計劃：去太空捕捉時空漣漪

　　走近大科學工程

　　科技日報記者 劉園園

　　2015年，美國鐳射干涉引力波天文臺（LIGO）首次在人類歷史上直接探測到引力波。幾年來，LIGO已公開確認成功探測到十幾次引力波事件。

　　隨著地面引力波天文臺捷報頻傳，去太空聆聽宇宙琴弦愈加受到期待。

　　記者了解到，早在2012年，中國空間引力波探測研究團隊受邀參加首屆歐洲空間局空間引力波探測聯盟會議，公開介紹了中國的空間引力波探測計劃。該計劃在2016年初由中科院正式啟動，並簡稱為空間“太極計劃”。目前“太極計劃”正在進行關鍵技術攻關，並已取得一些重要進展。

　　在太空形成鐳射干涉鏈路

　　“‘太極’由3顆繞太陽軌道運轉的衛星組成，呈正三角形編隊，每顆衛星之間相距300萬公里。”“太極計劃”首席科學家、中科院院士吳岳良接受科技日報記者採訪時介紹，其基本原理與LIGO類似，都是利用鐳射干涉。

　　LIGO由兩條長度4公里且互相垂直的干涉臂構成。鐳射束沿每條干涉臂傳播，並被反射鏡反射。引力波的經過會導致干涉臂臂長髮生微弱變化，鐳射束的傳播時間也發生變化並產生所謂的干涉條紋。LIGO就是要測量這種極其微弱的變化。

　　與之相比，“太極”將位於太空中，干涉臂臂長即衛星間距——300萬公里。LIGO的鐳射束需要在專門建造的真空腔體中傳播。而“太極”本身就處於真空環境下，鐳射束直接在衛星之間傳播。

　　吳岳良介紹，“太極”的每顆衛星均攜帶兩套星間鐳射干涉測距系統。這樣，3顆衛星一共可形成6條鐳射干涉鏈路，它們之間兩兩干涉形成“V”型鐳射干涉鏈路，因此可同時進行3組引力波探測實驗。

　　“對於一個引力波事件，‘太極’攜帶的6個鐳射組可以同時探測到，進行3組實驗，並獨立實現相互驗證。”“太極計劃”首席科學家、中科院院士胡文瑞說。

　　三步走實現“太極計劃”

　　“太極計劃”希望建成一個在宇宙空間探測引力波的超精密測量系統，涉及至少28種關鍵核心技術，比LIGO的技術難度有過之而無不及。

　　“在精密測量物理方面，‘太極計劃’所要達到的很多指標都是國際上最精密、最靈敏的極限指標。”吳岳良告訴記者。

　　這項計劃將利用高精度鐳射干涉測距系統，在300萬公里距離測量由引力波造成的皮米級的距離變化。要知道，皮米是奈米的千分之一。