天琴計劃前兩個階段取得超預期成果

近日，記者從中山大學獲悉，2022年3月，“天琴一號”衛星再次傳來喜訊。它在軌運行期間還獲得全球重力場數據。這是我國首次使用國產自主衛星測得的全球重力場數據，“天琴一號”使得我國成為世界上第三個有能力自主探測全球重力場的國家。

中山大學測繪學院教授鐘敏告訴記者：“地球重力場數據對國計民生具有重大戰略意義，能服務于大地測量、地球物理、油氣資源勘探、防災減災、國防安全等領域。”

這種基礎研究同步帶動關鍵技術突破和應用的模式，被天琴團隊形象地稱為——“沿途下蛋”。天琴中心常務副主任涂良成教授告訴記者，“該模式一方面分階段推動我國空間引力波探測關鍵技術走向成熟，并最終實現目標；另一方面各步驟任務有自己的科學產出或重大應用，服務國家國防安全、資源勘探和經濟發展等。”

天琴計劃是中國自主空間引力波探測計劃，它在國際上首創地心、垂直黃道面的軌道方案。根據天琴計劃，將于2035年前后在約10萬公里高的地球軌道上，部署三顆全同衛星構成一個邊長約為17萬公里的等邊三角形星座，建成一個在太空中進行引力波探測的空間引力波天文臺，開展引力波源探測。

為此，天琴團隊提出了“0123”技術路線圖，分階段推動關鍵技術實現。其中第“0”步開展月球激光測距實驗，為天琴衛星的高精度定軌提供技術支撐，第“1”步開展單星試驗，對高精度空間慣性基準技術進行在軌試驗驗證，第“2”步開展雙星試驗，對星間激光干涉測量技術進行在軌試驗驗證，第“3”步發射天琴三星，進行引力波的空間探測和長期科學值守。

中山大學天琴中心成立的六年里，天琴計劃“0123”四個階段中的前兩個階段，任務已經全部完成，而且取得了超預期成果。

2019年6月8日，珠海鳳凰山頂，剛剛建成三個月的天琴計劃激光測距臺站傳來好消息：成功獲得月面發射器回波信號。天琴團隊一鼓作氣，到11月歷史性地測到了月面上全部五個反射鏡信號，使我國成為繼美國、法國后世界上第三個成功測得全部五個月球反射鏡的國家，實現了中國人30年測月的突破。這是天琴計劃的第“0”步，旨在解決未來三顆衛星的厘米級精確入軌問題。

天琴中心教授葉賢基告訴記者，“月球激光測距技術實現了遠距離和高精度的目標，這項技術還可以應用于衛星探測、空間碎片定位、鎖定深空目標、太空實驗室建設等等。”

相隔一個月，天琴計劃的第“1”步迎來重大進展：2019年12月20日，搭載“天琴一號”衛星的長征四號乙運載火箭沖上云霄。據了解，這意味著中國醞釀近20年、正式提出5年多的天琴空間引力波探測計劃，正式進入太空試驗階段。