一箭九星 「天琴一號」出徵探測引力波
長徵四號乙運載火箭成功發射9顆衛星，其中「天琴一號」系「天琴」引力波探測計劃首顆技術驗證衛星
12月20日11時22分，我國在太原衛星發射中心用長徵四號乙運載火箭成功發射中巴地球資源衛星04A星。本次任務還同時搭載了中國應對氣候變化「南南合作」項目——贈衣索比亞微小衛星以及「天琴一號」技術試驗衛星等8顆衛星。「天琴一號」是我國「天琴」引力波探測計劃首顆技術驗證衛星，開啟了空間引力波探測技術探索計劃。
新京報訊 昨日11時22分，長徵四號乙運載火箭成功將中巴地球資源衛星04A星送入預定軌道，任務圓滿成功。據了解，此次任務還搭載發射了贈衣索比亞微小衛星等8顆衛星。
中國贈送衣索比亞遙感衛星
贈衣索比亞微小衛星由我國無償捐助，是衣索比亞首顆人造地球衛星，主要裝載多光譜寬幅相機，能夠獲取農林水利、防災減災等領域多光譜遙感數據，支撐衣索比亞開展應對氣候變化研究。
「天琴一號」是我國「天琴」引力波探測計劃首顆技術驗證衛星。根據規劃，「天琴計劃」將在地球軌道上部署3顆衛星，組成臂長十幾萬公裡的等邊三角形編隊，構成空間引力波探測「天文臺」。
中巴地球資源衛星04A星可監測亞馬孫雨林
中巴地球資源衛星04A星是中國和巴西兩國合作研製的第6顆衛星，將接替中巴地球資源衛星04星獲取全球高、中、低解析度光學遙感數據，為中巴兩國資源系列衛星數據應用拓展至全球高解析度業務領域奠定基礎，為巴西政府實現對亞馬孫熱帶雨林及全國環境變化監測等提供高技術手段。
中巴地球資源衛星04A星共搭載了3臺光學載荷，包括中方負責研製的寬幅全色多光譜相機，巴方負責研製的多光譜相機、寬視場成像儀。
今年是中巴建交45周年，1988年中巴啟動地球資源衛星合作項目，開創了發展中國家航天領域合作成功先例，被雙方國家領導人譽為高技術領域南南合作典範。
中巴地球資源衛星04A星工程由國家航天局組織實施，衛星系統由中國航天科技集團有限公司中國空間技術研究院和巴西空間院共同研製；運載火箭由中國航天科技集團上海航天技術研究院研製；發射、測控由中國衛星發射測控系統部負責組織實施，業務測控由中巴雙方輪流負責；中方地面應用系統由中國資源衛星應用中心和中科院遙感與數字地球研究所負責，巴方地面應用系統由巴西空間院負責。
亮點1
「天琴計劃」在太空搭建引力波探測「天文臺」
「天琴計劃」2014年由中山大學校長、中國科學院院士羅俊提出，以中國為主導的國際空間引力波探測計劃。「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，是空間引力波探測的探路者。
根據規劃，「天琴計劃」將在地球軌道上部署3顆衛星，組成臂長十幾萬公裡的等邊三角形編隊，構成空間引力波探測「天文臺」。獲取的觀測數據將用於開展引力波、宇宙學、天文學等方面的基礎科學研究。
1916年，愛因斯坦基於廣義相對論預言了引力波的存在。通俗來講，因為質量的存在，物體邊界處會發生時空彎曲，引力波就是時空彎曲中的漣漪，對於研究宇宙的起源、發展、演變意義重大。
2016年初，美國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，掀起引力波探測研究的熱潮。三名參與LIGO項目的科學家因為對引力波觀測的貢獻，榮獲了2017年諾貝爾物理學獎。
在地面裝置探測引力波的同時，天琴計劃將在太空中伸出觸角，探尋引力波的信號。
據「天琴一號」技術試驗衛星總設計師張立華介紹，地面由於雷射幹涉測量臂長的限制，只能探測到高頻引力波。要探測到更寬域的低頻引力波，只能上太空，形成長達數萬公裡到數百萬公裡的幹涉臂長。
根據規劃，「天琴計劃」將在地球軌道上部署3顆衛星，組成臂長十幾萬公裡的等邊三角形編隊，構成空間引力波探測「天文臺」。
這個「天文臺」將通過雷射幹涉測距系統，精確測量衛星內部檢驗質量之間距離的微小變化，實現探測引力波的目的。獲取的觀測數據將用於開展引力波、宇宙學、天文學等方面的基礎科學研究。
亮點2
「天琴計劃」數據有望提供給全世界科學家
在「天琴一號」技術試驗衛星項目中，我國首次採用國家、地方、高校、企業共同聯合研發的模式。
國家航天局為工程大總體管理單位，中山大學為用戶單位，航天東方紅衛星有限公司為衛星總體負責單位，試驗載荷分別由中山大學、華中科技大學、五院等國內有關單位研製。
張立華說，空間引力波探測是世界性的難題，對太空飛行器性能提出了極高要求。高校提出科學目標、任務需求，承擔部分科學載荷的研製，航天工業部門完成衛星研製，兩者結合。
作為「天琴一號」用戶單位，中山大學還負責了科學應用系統的建設和運行，在航天東方紅衛星有限公司和各承制單位的支持下，完成衛星的在軌試驗任務協調與管控、數據接收、處理、存檔、分發和數據質量評定。
據「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。
■ 釋疑
「天琴一號」如何人工營造「純引力」環境？
空間引力波探測帶來了極大的技術挑戰，很多技術指標高於現有水平數個量級。技術試驗衛星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。
無拖曳控制，是「天琴一號」要重點攻克的難題。
所謂無拖曳控制，就是依靠微推進系統在太空飛行器上施加持續的推力，以此「抵消」太空飛行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，一旦實現了通過雷射幹涉測距技術，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。
張立華解釋，如果沒有其他力的作用，兩個在「純引力」作用下的檢驗質量之間距離是不變的。而在引力波的作用下，距離就會發生變化。但這是極其微小的變化，所以對探測精度要求非常高，雷射幹涉測距的精度要達到皮米級。這對太空飛行器的很多性能都帶來了挑戰，例如極高的熱穩定性、結構穩定性以及星間指向的穩定性等。
為實現無拖曳控制技術在軌驗證，「天琴一號」配置了高精度慣性傳感器，和微牛級連續可調的冷氣微推進系統，作為無拖曳控制系統的敏感器和執行機構。同時，通過高穩定溫度控制、精準的質心控制，為無拖曳控制提供良好的環境保障。
新京報記者 倪偉