“六年間，天琴計(jì)劃‘0123’四個(gè)階段中的前兩個(gè)階段，任務(wù)已經(jīng)全部完成，而且取得了超預(yù)期成果。”中國(guó)科學(xué)院院士、中山大學(xué)天琴中心主任羅俊說(shuō)，“六年里，天琴計(jì)劃還吸引了一批一批國(guó)內(nèi)外立志科研報(bào)國(guó)的青年人才，為中國(guó)自主空間引力波探測(cè)技術(shù)的攻關(guān)坐冷板凳、銳意進(jìn)取?！?/p>

天琴計(jì)劃激光測(cè)距臺(tái)站。

近日，成立于2016年4月的中山大學(xué)天琴中心迎來(lái)了六周年。六年里，他們走完了這項(xiàng)大科學(xué)計(jì)劃的前兩大步，大步快跑的背后是中山大學(xué)天琴團(tuán)隊(duì)敢于趟進(jìn)科學(xué)無(wú)人區(qū)，面向基礎(chǔ)科學(xué)前沿研究不懈奮斗之時(shí)不我待。

天琴團(tuán)隊(duì)提出了“0123”技術(shù)路線圖

天琴計(jì)劃是中國(guó)自主空間引力波探測(cè)計(jì)劃，由羅俊院士于2014年3月正式提出。它在國(guó)際上首創(chuàng)地心、垂直黃道面的軌道方案，是 “中國(guó)方案”“中國(guó)智慧”。

根據(jù)天琴計(jì)劃，將于2035年前后在約10萬(wàn)公里高的地球軌道上，部署三顆全同衛(wèi)星構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)約為17萬(wàn)公里的等邊三角形星座，建成一個(gè)在太空中進(jìn)行引力波探測(cè)的空間引力波天文臺(tái)，開(kāi)展引力波源探測(cè)。天琴計(jì)劃有望回答事關(guān)自然和宇宙的根本問(wèn)題，帶來(lái)科學(xué)的革命，同時(shí)也帶來(lái)我國(guó)空天技術(shù)的系統(tǒng)性創(chuàng)新。

為此，天琴團(tuán)隊(duì)提出了“0123”技術(shù)路線圖，分階段推動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)，其中第“0”步開(kāi)展月球激光測(cè)距實(shí)驗(yàn)，為天琴衛(wèi)星的高精度定軌提供技術(shù)支撐，第“1”步開(kāi)展單星試驗(yàn)，對(duì)高精度空間慣性基準(zhǔn)技術(shù)進(jìn)行在軌試驗(yàn)驗(yàn)證，第“2”步開(kāi)展雙星試驗(yàn)，對(duì)星間激光干涉測(cè)量技術(shù)進(jìn)行在軌試驗(yàn)驗(yàn)證，最后第“3”步發(fā)射天琴三星，進(jìn)行引力波的空間探測(cè)和長(zhǎng)期科學(xué)值守。

面對(duì)這個(gè)宏大的計(jì)劃，天琴團(tuán)隊(duì)一直在以奔跑的速度前進(jìn)。

沿途下蛋 碩果累累

2019年6月8日，珠海鳳凰山頂，剛剛建成三個(gè)月的天琴計(jì)劃激光測(cè)距臺(tái)站傳來(lái)好消息：成功獲得月面發(fā)射器回波信號(hào)。天琴團(tuán)隊(duì)一鼓作氣，到11月歷史性地測(cè)到了月面上全部五個(gè)反射鏡信號(hào)，使我國(guó)成為繼美國(guó)、法國(guó)后世界上第三個(gè)成功測(cè)得全部五個(gè)月球反射鏡的國(guó)家，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)人30年測(cè)月的突破。

這是天琴計(jì)劃的第“0”步，旨在解決未來(lái)三顆衛(wèi)星的厘米級(jí)精確入軌問(wèn)題，“但作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于此?！碧烨僦行慕淌谌~賢基說(shuō)。

月球激光測(cè)距技術(shù)，還可以處理很多太空事務(wù)。葉賢基說(shuō)：“激光測(cè)距實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離和高精度的目標(biāo)，這項(xiàng)技術(shù)還可以應(yīng)用于衛(wèi)星探測(cè)、空間碎片定位、鎖定深空目標(biāo)、太空實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等等。”

天琴速度仍在繼續(xù)。相隔一個(gè)月，天琴計(jì)劃的第“1”步迎來(lái)重大進(jìn)展：2019年12月20日，搭載“天琴一號(hào)”衛(wèi)星的長(zhǎng)征四號(hào)乙運(yùn)載火箭沖上云霄。

“這意味著中國(guó)醞釀近20年、正式提出5年多的天琴空間引力波探測(cè)計(jì)劃，正式進(jìn)入太空試驗(yàn)階段。”羅俊說(shuō)。

半年后的2020年5月，全國(guó)兩會(huì)上，羅俊院士對(duì)外公布了 “天琴一號(hào)”的“成績(jī)單”：所有技術(shù)指標(biāo)全部?jī)?yōu)于任務(wù)要求，達(dá)到國(guó)內(nèi)同類技術(shù)的最高水平，這些技術(shù)聯(lián)合起來(lái)實(shí)現(xiàn)了高精度慣性基準(zhǔn)建立的任務(wù)目標(biāo)。

2022年3月，“天琴一號(hào)”衛(wèi)星再次傳來(lái)喜訊——在軌運(yùn)行期間獲得了全球重力場(chǎng)數(shù)據(jù)。

這是我國(guó)首次使用國(guó)產(chǎn)自主衛(wèi)星測(cè)得全球重力場(chǎng)數(shù)據(jù)。此前該項(xiàng)技術(shù)一直為美國(guó)和德國(guó)所壟斷，“天琴一號(hào)”使得我國(guó)成為世界上第三個(gè)有能力自主探測(cè)全球重力場(chǎng)的國(guó)家。

中山大學(xué)測(cè)繪學(xué)院教授鐘敏告訴記者：“地球重力場(chǎng)數(shù)據(jù)對(duì)國(guó)計(jì)民生具有重大戰(zhàn)略意義，能服務(wù)于大地測(cè)量、地球物理、油氣資源勘探、防災(zāi)減災(zāi)、國(guó)防安全等領(lǐng)域?！?/p>

這種基礎(chǔ)研究同步帶動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)突破和應(yīng)用的模式，被天琴團(tuán)隊(duì)形象地稱為——“沿途下蛋”?！耙环矫娣蛛A段推動(dòng)我國(guó)空間引力波探測(cè)關(guān)鍵技術(shù)走向成熟，并最終實(shí)現(xiàn)目標(biāo)?！碧烨僦行某?wù)副主任涂良成教授說(shuō)，“另一方面各步驟任務(wù)有自己的科學(xué)產(chǎn)出或重大應(yīng)用，服務(wù)國(guó)家國(guó)防安全、資源勘探和經(jīng)濟(jì)發(fā)展等?！?/p>

天琴計(jì)劃第“2”步已立項(xiàng)

“六年兩大步”速度背后，是羅俊團(tuán)隊(duì)30多年在引力物理研究領(lǐng)域的持續(xù)耕耘。他們的成功密碼是什么?

“歸根結(jié)底是中國(guó)的發(fā)展，是黨和國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)研究創(chuàng)新的持續(xù)支持!”羅俊說(shuō)，高水平科技自立自強(qiáng)越來(lái)越成為廣泛社會(huì)共識(shí)，從國(guó)家到多個(gè)部委、從廣東省、珠海市等地方到東方紅衛(wèi)星公司等企業(yè)，無(wú)不以強(qiáng)烈的使命感、責(zé)任感在推動(dòng)中國(guó)自主空間引力波探測(cè)計(jì)劃的實(shí)施。同時(shí)，中山大學(xué)作為高校牽頭這樣的基礎(chǔ)研究創(chuàng)新項(xiàng)目，又具備人才、學(xué)科和歷史積淀等多方面不可替代的優(yōu)勢(shì)。

據(jù)了解，20世紀(jì)70年代，中山大學(xué)引力物理研究室已經(jīng)建設(shè)了常溫共振型引力波天線，測(cè)量靈敏度被認(rèn)為是當(dāng)時(shí)國(guó)際同類引力波天線的最高水平之一。

今天，天琴計(jì)劃團(tuán)隊(duì)已經(jīng)匯集中山大學(xué)和華中科技大學(xué)等單位的優(yōu)勢(shì)力量，整合多個(gè)省部級(jí)研究基地和平臺(tái)，形成一支由院士領(lǐng)銜500余人的科研團(tuán)隊(duì)，吸引國(guó)內(nèi)20多個(gè)單位加入“天琴朋友圈”，與8個(gè)國(guó)家和地區(qū)的科學(xué)家簽訂合作協(xié)議。

“我們心中一直有一個(gè)夢(mèng)，希望中國(guó)的引力波研究有一天可以做出世界級(jí)影響的成就。這個(gè)夢(mèng)從20世紀(jì)80年代做到現(xiàn)在，部分夢(mèng)想已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。我們還在不停地追夢(mèng)，天琴計(jì)劃的第‘2’步已經(jīng)立項(xiàng)，我們充滿信心?！绷_俊說(shuō)。

(以上圖片由通訊員提供)

關(guān)鍵詞： 中山大學(xué) 基礎(chǔ)研究 激光測(cè)距 關(guān)鍵技術(shù) 月球激光測(cè)距