錢江晚報·小時新聞記者 鄭琳
發(fā)布人簡介:吳銘釤 1991年7月生,2020畢業(yè)于中國科學技術大學,獲得理學博士學位后,加入中國科學院大學博士后流動站,主要研究領域為低溫等離子體物理理論在空間電推進器領域中的應用,包括微牛級霍爾推進器仿真分析與實驗研究、亞微牛級推進器推力性能標定等。
自然界有四大相互作用力,其中最神秘的就是引力的相互作用,但是宇宙當中95%以上的暗物質、暗能量,都是通過引力相互作用被發(fā)現的。
引力波的波源多種多樣,比如各種雙星系統(tǒng),例如黑洞,還有原初的引力波等。
在100多年前愛因斯坦廣義相對論就已經預測到引力波的存在,但是引力波的作用是非常非常微弱,探測十分困難。
歐洲在2015年的時候就發(fā)射了第一顆衛(wèi)星,他是先做一些技術性的驗證,包括推進器,這就是他們的推進器,還有激光器這些。最后他們預計在2030年會發(fā)射三顆星,在地球繞太陽公轉的軌道上形成這樣一個等邊三角形的衛(wèi)星,它剛開始邊長是500萬公里,后來又變到100萬公里,目前是回到了250萬公里的水平上面。
中國的天琴計劃、太極計劃,都是遵照了這樣一個技術路線,都是在地球繞太陽軌道上面形成這樣一個等邊三角形的形狀。
太極計劃是300萬公里,從單星、雙星、到三星三步走的發(fā)展戰(zhàn)略。2019年8月已經發(fā)射了太極一號的衛(wèi)星。2019年發(fā)射的太極一號衛(wèi)星,被評為2019年十大科技進展。
吳銘釤團隊目前做的主要工作,微牛級的霍爾推進器。
高精度微推進器是無拖曳控制的主要執(zhí)行機構,其推力及相關性能指標決定了衛(wèi)星平臺的超靜超穩(wěn)狀態(tài)保持。根據空間引力波探測無拖曳控制任務特性,微推進系統(tǒng)匹配設計主要考慮四個方面:首先推力輸出具備連續(xù)可調,且調節(jié)范圍能完全抵御航天器擾動力;其次推力輸出分辨率高,以保證航天器補償精度;再次推力輸出噪聲小,否則其本身將作為一種噪聲源而破壞航天器系統(tǒng)穩(wěn)定性;最后微推進系統(tǒng)具備良好長期穩(wěn)定性和一致性。微霍爾電推進技術是一種理想的無拖曳控制匹配類型。
另一方面,針對推進器推力性能高置信度測量和評估需求,目前團隊的核心研究內容是太極二號衛(wèi)星微霍爾推進系統(tǒng)研制和科技部重點研發(fā)專項“高置信度亞微牛級推進器標定方法與技術研究”。
主持人(鄭宇化):您能不能給我們稍微講解一下,引力波本身到底具有什么樣的意義?它能夠解答一些宇宙上的終極問題嗎?為什么要花這么多的錢在太空,而且要連打三顆衛(wèi)星組成這樣一個測量方式?
吳銘釤:引力波為什么這么難探測?就是因為它的作用非常非常小,整個激光干涉的精度要達到百皮米量級,就跟氫原子的直徑是相當的水平,所以它非常難探測。你放到地面上,雖然地面上已經測到這個引力波,但是它的整個臂長只有4公里,而在太空當中可以放到更大,無論是250萬公里,還是太極一號講的300萬公里,會放到非常長。干涉臂長了,那我可以測量到更加低頻、更多波源的引力波。我們知道愛因斯坦后半生基本上都是在統(tǒng)一場論的研究當中,他最后沒有實現,可以說是受限于當時的技術水平。如果說能夠對引力波探測到更多,對它研究更加深入,說不定可以在某一天我們可以把統(tǒng)一場論給做出來,把四種相互作用都統(tǒng)一到一塊,然后對早期宇宙,宇宙從哪里來、走向哪里,都能有進一步了解。
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