中国启动“太极计划”在太空探测重力波　预期2033年发射三颗卫星

中国科学院大学常务副校长、空间重力波探测项目“太极计划”首席科学家吴岳良院士近日公布，该计划将在2020年到2025年发射“太极探路者号”试验双星系统。完成技术验证后，预期在2033年发射三颗卫星，组成边长300万公里的等边三角形，在地球绕日轨道发射入轨后绕日运行，彼此形成6路干涉镭射，从而探测重力波。
据《澎湃新闻》5月23日报道，官方称太极计划得名原因如下：太极在道家文化中是宇宙的起源，而双黑洞并合的情景颇合太极之象。

2016年，美国“镭射干涉仪重力波观测站”（简称LIGO）公布，成功探测到双黑洞并合产生的重力波，领导LIGO的三位美国物理学家也因而获颁2017年诺贝尔奖。重力波是爱因斯坦广义相对论中的重要推论。时间和空间在品质面前扭曲，时空在伸展和压缩的过程中，会产生振动传播开来，这些振动就是重力波。

地面探测受制于地球杂讯影响

LIGO的本质是两臂等长4公里的L型真空管，重力波经过会微小地扭曲真空管中的时空，使两臂各自发射的镭射出现光程差。不过，受到空间距离限制和地球杂讯影响，地面镭射干涉仪无法探测低于10赫兹的重力波，能研究的目标主要是小黑洞并合，且并合过程短暂，波源位置不易确定。

相比之下，太极计划之类空间镭射干涉卫星系统边长数百万公里，相当于一个放大了几十万倍的LIGO。太极计划将有助科学家解答各项科学问题，例如宇宙中第一代种子黑洞是否由暗物质形成，又是如何成长为大品质和超大品质黑洞。同时，科学家能借此研究重力波的极化，探索重力的本质。

吴岳良指出，太极计划在太阳轨道上运行，一是可避开地球重力梯度杂讯的影响；二是卫星组平面与黄道面成60度夹角，使卫星始终面对太阳，保持热辐射的稳定性，有助探测器温度变化控制在百万分之一以内。

欧洲“LISA探路者号”已于2015年底升空

另一边厢， 欧洲空间局（ESA）主导“镭射干涉太空天线”（LISA）项目。其单颗技术验证卫星“LISA探路者号”已于2015年年底发射升空， 降噪精度超过了目标准确度5倍。LISA预期在2021年完成关键技术研究，有可能在2030年左右发射卫星。

吴岳良对此表示，中科院始终保持著两条路线，在参与LISA每一次合作会议的同时，坚持探索自主的重力波空间探测计划。他认为太极计划几乎覆盖LISA的重力波探测频段，且在中等品质双黑洞系统对应频段上，比LISA具有更高的探测灵敏度。