stringtranslate.com

Программа Тайцзи

Программа Тайцзи представляет собой предлагаемую китайскую спутниковую обсерваторию гравитационных волн . [1] [2] Его запуск запланирован на 2033 год [3] для изучения ряби в пространстве-времени , вызванной гравитационными волнами . Программа состоит из треугольника из трех космических кораблей, вращающихся вокруг Солнца, связанных лазерными интерферометрами .

Есть два альтернативных плана для Тайцзи. Один из них — получить 20-процентную долю в проекте LISA Европейского космического агентства ; другой – запустить к 2033 году собственные спутники Китая для подтверждения проекта ASE. [4] Как и LISA, космические корабли Тайцзи будут находиться на расстоянии 3 миллионов километров друг от друга, что делает их чувствительными к одинаковому диапазону частот, [5] [6] хотя предполагается, что Тайцзи будет работать лучше в некотором из этого диапазона. [7]

Цель программы

«Программа Тайцзи» — это программа ELISA, предложенная ЕКА , а предшественником программы ELISA является программа LISA, созданная совместно ЕКА и НАСА . Подобно конфигурации трех сетевых спутников в программе LISA, три спутника в программе Taiji также вращаются вокруг своего центроида. Центроид также вращается по орбите вокруг Солнца. Разница в том, что фазы системы LISA, системы Земли и системы Тайцзи различны. При использовании Земли в качестве эталона фаза системы LISA на 20 градусов отстает от фазы Программы, а фаза системы Тайцзи на 20 градусов опережает фазу Земли. [8] Кроме того, Программа Тай Чи является частью предлагаемой Программы космических обсерваторий гравитационных волн, другими частями которой являются Программа Тяньцинь Китайской академии наук ( CAS ) и Программа лазерного интерферометра Европейского космического агентства (ЕКА). Антенна (LISA) и Гравитационно-волновая обсерватория Десятичного интерферометра Герца ( DECIGO ) под руководством Японского агентства аэрокосмических исследований ( JAXA ). [9] В декабре 2021 года исследование показало, что сеть обнаружения гравитационных волн в сочетании с Taiji и LISA позволит точно измерить постоянную Хаббла с точностью более 95,5% в течение десяти лет. [10] Более того, сеть LISA-Taiji потенциально способна обнаружить более двадцати звездных двойных черных дыр (sBBH), для которых ошибка измерения светового расстояния находится в диапазоне 0,05−0,2, а относительная ошибка позиционирования на небе находится в диапазоне 1−100град2. В диапазоне. [11]

Основная научная цель программы Тайцзи — измерить массу, вращение и распределение черных дыр посредством точного измерения гравитационных волн, изучить, как развиваются зародышевые черные дыры промежуточной массы, может ли темная материя создавать черные семенные дыры, и насколько огромные а сверхмассивные черные дыры растут из черных семенных дыр; Ищите следы зарождения, развития и гибели древнейших звезд, дайте прямые ограничения на интенсивность первичных гравитационных волн и обнаруживайте поляризацию гравитационных волн, предоставляя прямые наблюдательные данные для раскрытия природы гравитации. [12] Гравитационные волны могут дать четкое представление о Вселенной, поскольку они слабо связаны с материей, а полученную информацию можно использовать в сочетании с информацией, полученной с помощью телескопов и детекторов частиц. [13] Точное измерение гравитационных волн позволяет провести углубленное и тщательное исследование крупномасштабной структуры Вселенной, рождения и развития галактик и других тем; Лучше разработать и утвердить квантовую теорию гравитации, выходящую за рамки общей теории относительности Эйнштейна, раскрыть природу гравитации и помочь понять темную материю, природу энергии, образование черных дыр и космическую инфляцию. [14] Гравитационные волны могут передавать информацию, которую не могут получить электромагнитные волны . [15] В то же время, разработанные на их основе перспективные технологии имеют большое значение для повышения технического уровня космической науки и освоения дальнего космоса; Он также сыграет положительную роль в таких приложениях, как инерциальная навигация, наука о Земле, глобальные изменения окружающей среды и строительство высокоточных спутниковых платформ. [16]

История программы

В 2008 году Китайская академия наук начала демонстрировать возможность обнаружения космических гравитационных волн, предложив «Программу Тайцзи» для обнаружения космических гравитационных волн в Китае и создав «один спутник, два спутника, три спутника» и «три шага» развития. стратегия и дорожная карта； а в августе 2018 года односпутниковая программа «Программа Тайцзи» была реализована в рамках Специальной нейтральной стратегической экспериментальной научно-технической программы по космической науке (фаза II), и был запущен первый этап трехэтапного процесса, то есть спутник Тайцзи-1. [17]

31 августа 2019 года с космодрома Цзюцюань был запущен спутник «Тайцзи-1». [18] В июле 2021 года «Тайцзи-1» выполнил все поставленные экспериментальные задачи и достиг высочайшей точности космической лазерной интерферометрии в Китае. Компания достигла первой полной проверки эффективности двух типов технологии микротолкания радиочастотного иона и Холла на уровне Microbull и взяла на себя ведущую роль в реализации прорыва в двух технологиях немедикаментозного контроля в Китае. [19]

Система оптической метрологии и система контроля несопротивления, которые являются частью спутников «Тайцзи-2», были подтверждены миссией спутника «Тайцзи-1»; Успех миссии также дал достаточную поддержку для создания спутника Тайцзи-2; Однако, поскольку у спутника «Тайцзи-1» есть только один спутник, нет возможности проверить межспутниковую лазерную связь; Соответствующее подразделение рассчитывает запустить два спутника (Тайцзи-2) в 2023-2025 годах, чтобы устранить препятствия для спутников Тайцзи-3. [20] Ожидается, что около 2030 года будет запущена равносторонняя треугольная звездная группа для обнаружения гравитационных волн, состоящая из трех спутников. [21]

Подразделение ответственности за программу

Научно-прикладным подразделением и пользователем Taiji-1 в этой Программе является UCAS . Программа Тайцзи и наземная система поддержки находятся в ведении Национального центра космических наук Китая, а спутниковая система разрабатывается Институтом микроспутниковых инноваций Китайской академии наук; Институт прецизионных измерений и технологических инноваций Китайской академии наук, Институт механики Китайской академии наук, Шанхайский институт оптики и точной механики Китайской академии наук, Чанчуньский институт оптики и точной механики Китайской академии наук, Сингапурский университет науки и технологий, Сингапурский Наньянский технологический университет и Институт прецизионных измерений, науки и технологических инноваций Китайской академии наук входят в число совместных подразделений, участвующих в разработке полезной нагрузки. [22] Кроме того, в апреле 2021 года Китайская академия наук создала в Ханчжоу космическую полярную лабораторию гравитационных волн. [23]

Рекомендации

  1. ^ Чжан, Юань-Чжун; Цай, Ронг-Ген; Го, Цзун-Куань; Жуань, Вэнь-Хун (25 июля 2018 г.). «Программа Тайцзи: источники гравитационных волн». arXiv : 1807.09495v2 [gr-qc].
  2. ^ Китай планирует проект гравитационных волн ЧЭН ИНЦИ в «China Daily» (2016).
  3. ↑ Китайская охота за гравитационными волнами настала решающий момент. Необходимо сделать выбор между несколькими предложениями по космическим детекторам. Дэвида Сираноски в «Природе» 531, 150–151 doi:10.1038/531150a (2016)
  4. ^ Китай предлагает проекты исследования гравитационных волн в «ПОСЛЕДНИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ И ВОЕННЫЕ НОВОСТИ» (2016).
  5. ^ Китай планирует проект по гравитационной волне. Архивировано 11 марта 2016 года в Wayback Machine , автор: Ченг Инци, в "China Watch" (2016).
  6. ^ «Китай представляет планы двух новых гравитационно-волновых миссий» . Мир физики . 11 июля 2018 г. Проверено 20 сентября 2019 г.
  7. ^ Ву, Юэ-Лян; Ху, Вэнь-Жуй (01 сентября 2017 г.). «Программа Тайцзи в космосе по физике гравитационных волн и природе гравитации». Национальный научный обзор . 4 (5): 685–686. дои : 10.1093/nsr/nwx116 . ISSN  2095-5138.
  8. ^ 高; 刘; 罗; 靳 (2019). «太极计划激光指向调控方案介绍».中国光学. 12 (3): 7. дои : 10.3788/CO.20191203.0425. S2CID  208090926.
  9. ↑ Юнги Гонг, Цзюнь Ло и Бинь Ван (15 сентября 2021 г.). «Концепции и статус китайских проектов по обнаружению космических гравитационных волн». Природная астрономия . 5 (9): 881–889. arXiv : 2109.07442 . Бибкод : 2021NatAs...5..881G. дои : 10.1038/s41550-021-01480-3. S2CID  237513499 . Проверено 15 марта 2022 г.
  10. ↑ Научное сотрудничество Тайцзи (24 февраля 2021 г.). «Первый шаг Китая к исследованию расширяющейся Вселенной и природы гравитации с использованием космической гравитационно-волновой антенны». Физика связи . 4 (1): 34. Бибкод : 2021CmPhy...4...34T. дои : 10.1038/s42005-021-00529-z . S2CID  257115954.
  11. ^ Джу Чен (陈举)1,2, Чан-Шо Ян (闫昌硕)1,2, Ю-Цзюнь Лу (陆由俊)1,2, Юэ-Тун Чжао (赵悦同)1,2 и Цзюнь-Цян Гэ (葛均强) )1 (декабрь 2021 г.). «Об обнаружении звездных двойных черных дыр с помощью сети LISA-Taiji». Исследования в области астрономии и астрофизики . 21 (11): 285. arXiv : 2201.12516 . Бибкод : 2021RAA....21..285C. дои : 10.1088/1674-4527/21/11/285. S2CID  245574764 . Проверено 15 марта 2022 г.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  12. ↑ Вэнь-Хун Жуань, Цзун-Куан Го, Жун-Ген Цай и Юань-Чжун Чжан (20 июня 2020 г.). «Программа Тайцзи: Источники гравитационных волн». Международный журнал современной физики А. 35 (17). arXiv : 1807.09495 . Бибкод : 2020IJMPA..3550075R. дои : 10.1142/S0217751X2050075X. S2CID  119488616 . Проверено 15 марта 2022 г.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  13. ↑ Витор Кардосо и Паоло Пани (5 сентября 2017 г.). «Испытания существования черных дыр посредством эха гравитационных волн». Природная астрономия . 1 (9): 586–591. arXiv : 1707.03021 . Бибкод : 2017NatAs...1..586C. дои : 10.1038/s41550-017-0225-y. S2CID  256726079 . Проверено 15 марта 2022 г.
  14. ^ "【科技日报】太极计划:去太空捕捉时空涟漪" . Китайская академия наук .
  15. ↑ Ичен Тянь (1 ноября 2021 г.). «Исследование аналитического развития и прогресса технологии обнаружения гравитационных волн». Физический журнал: серия конференций . 2083 (2): 022043. Бибкод : 2021JPhCS2083b2043T. дои : 10.1088/1742-6596/2083/2/022043 . S2CID  244838691.
  16. ↑ Вэнь-Хун Жуань, Чан Лю, Цзун-Куан Го, Юэ-Лян Ву и Ронг-Ген Цай (3 февраля 2020 г.). «Сеть LISA – Тайцзи». Природная астрономия . 4 (2): 108–109. arXiv : 2002.03603 . Бибкод : 2020NatAs...4..108R. дои : 10.1038/s41550-019-1008-4. S2CID  256713218 . Проверено 15 марта 2022 г.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  17. ^ 科技日报 (24 сентября 2019 г.). «"太极一号": 我国空间引力波探测迈出第一步". Национальное космическое управление Китая . Проверено 15 марта 2022 г.
  18. ^ Новости Синьхуа (29 октября 2019 г.). «Китай планирует увеличить количество космических научных спутников». Государственный совет Китайской Народной Республики . Проверено 15 марта 2022 г.
  19. ^ Ву, Юэ-Лян; Ло, Цзы-Рен; Ван, Цзянь-Ю; Бай, Мэн; Бянь, Вэй; Цай, Ронг-Ген; Цай, Чжи-Мин; Цао, Джин; Чен, Ди-Джун; Чен, Линг; Чен, Ли-Шэн (24 февраля 2021 г.). «Первый шаг Китая к исследованию расширяющейся Вселенной и природы гравитации с использованием космической гравитационно-волновой антенны». Физика связи . 4 (1): 34. Бибкод : 2021CmPhy...4...34T. дои : 10.1038/s42005-021-00529-z . ISSN  2399-3650. S2CID  232042193.
  20. ↑ Научное сотрудничество Тайцзи (3 апреля 2021 г.). «Пилот программы Тайцзи — От земли к Тайцзи-2». Международный журнал современной физики А. 36 (11н12). Бибкод : 2021IJMPA..3602001T. дои : 10.1142/S0217751X21020012. S2CID  240970299 . Проверено 15 марта 2022 г.
  21. ↑ Цзыжэнь Ло, Ян Ван, Юэлян Ву, Венруй Ху, Ган Цзинь (5 мая 2021 г.). «Программа Тайцзи: краткий обзор». Успехи теоретической и экспериментальной физики . 05А108 (5). дои : 10.1093/ptep/ptaa083 .{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  22. ^ «Спутник Тайцзи-1 опубликовал научные достижения первого этапа» . ICTP-AP . Проверено 15 марта 2022 г.
  23. Ссылки ​ www.cas.cn. ​Проверено 15 марта 2022 г.