Программа Тайцзи

Программа Тайцзи предлагаемую китайскую спутниковую представляет собой обсерваторию гравитационных волн . ^[1]^[2] Его планируют запустить в 2033 году. ^[3] изучать рябь в пространстве-времени, вызванную гравитационными волнами . Программа состоит из треугольника из трех космических кораблей, вращающихся вокруг Солнца, связанных лазерными интерферометрами .

Есть два альтернативных плана для Тайцзи. Европейского космического агентства LISA Один из них — получить 20-процентную долю в проекте ; 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 сделает 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 космическая антенна лазерного интерферометра Европейского космического агентства (ESA) (LISA). ) и Гравитационно-волновой обсерватории 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 — в пределах диапазон 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 четкую картину 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 передать 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 самой высокой 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 группа звезд для обнаружения гравитационных волн с равносторонним треугольником, 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 Академия наук Китая создала в Ханчжоу космическую полярную лабораторию гравитационных волн. ^[23]

Ссылки

^ 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 ].
^ Китай планирует проект гравитационных волн ЧЭН ИНЦИ в «China Daily» (2016).
↑ 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)
^ Китай предлагает проекты исследования гравитационных волн в «ПОСЛЕДНИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ И ВОЕННЫЕ НОВОСТИ» (2016).
↑ Китай планирует проект по гравитационной волне. Архивировано 11 марта 2016 года в Wayback Machine, автор: Ченг Инци, в "China Watch" (2016).
^ «Китай раскрывает планы двух новых гравитационно-волновых миссий» . Мир физики . 11 июля 2018 г. Проверено 20 сентября 2019 г.
^ У, 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 .
^ Лю; Луо Цзинь (2019). ( 3 CO.20191203.0425 «Введение в схему управления лазерным наведением проекта Tai Chi». ) : : 10.3788 / . doi 12 7.
^ 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 : 2021НатАс...5..881Г . дои : 10.1038/s41550-021-01480-3 . S2CID 237513499 . Проверено 15 марта 2022 г.
^ Научное сотрудничество Тайцзи (24 февраля 2021 г.). «Первый шаг Китая к исследованию расширяющейся Вселенной и природы гравитации с помощью космической гравитационно-волновой антенны» . Физика связи . 4 (1): 34. Бибкод : 2021CmPhy...4...34T . дои : 10.1038/s42005-021-00529-z . S2CID 257115954 .
^ Цзюй Чен (陈)1,2, Чан-Шо Янь (闫长硕)1,2, Ю-Цзюнь Лу (鲁素君)1,2, Юэ-Тун Чжао (赵伟同)1,2 и Цзюнь-Цян Гэ (哥)君强) 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 . Bibcode : 2021RAA....21. .285C . doi : 10.1088/1674-4527/21/11/285 S2CID 245574764. Получено 15 марта 2022 г. {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
^ 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 )
^ Витор Кардозо 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.
^ "[Science and Technology Daily] Проект Тай-Чи: Отправляйтесь в космос, чтобы уловить пульсацию времени и пространства " . Китайская академия наук .
^ 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 .
^ Вэнь-Хун Жуань, Чанг 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 : 2020НатАс...4..108Р . дои : 10.1038/s41550-019-1008-4 . S2CID 256713218 . Проверено 15 марта 2022 г. {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ Science and Technology Daily (24 сентября 2019 г.). « Тай Чи 1: первый шаг Китая в обнаружении космических гравитационных волн» . 2022 Проверено 15 марта г.
^ Новости Синьхуа (29 октября 2019 г.). «Китай планирует увеличить количество космических научных спутников» . Государственный совет Китайской Народной Республики . Проверено 15 марта 2022 г.
^ У, 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 помощью 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 .
^ 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.
^ 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 )
^ «Спутник «Тайцзи-1» опубликовал научные достижения первого этапа» . ICTP-AP . Проверено 15 марта 2022 г.
^ «[Сеть новостей Китая] Лаборатория Тай Чи Вселенной гравитационных волн обосновалась в Ханчжоу для оказания технической поддержки Проекту Тай Чи ---- Китайская академия наук» www.cas.cn Проверено 15 марта 2022 г.

[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 раскрывает планы двух новых гравитационно-волновых миссий» . Мир физики . 11 июля 2018 г. Проверено 20 сентября 2019 г.

[7] У, 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] Лю; Луо Цзинь (2019). ( 3 CO.20191203.0425 «Введение в схему управления лазерным наведением проекта Tai Chi». ) : : 10.3788 / . doi 12 7.

[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 : 2021НатАс...5..881Г . 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 помощью космической гравитационно-волновой антенны» . Физика связи . 4 (1): 34. Бибкод : 2021CmPhy...4...34T . дои : 10.1038/s42005-021-00529-z . S2CID 257115954 .

[11] Цзюй Чен (陈)1,2, Чан-Шо Янь (闫长硕)1,2, Ю-Цзюнь Лу (鲁素君)1,2, Юэ-Тун Чжао (赵伟同)1,2 и Цзюнь-Цян Гэ (哥)君强) 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 . Bibcode : 2021RAA....21. .285C . doi : 10.1088/1674-4527/21/11/285 S2CID 245574764. Получено 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 Кардозо 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] "[Science and Technology Daily] Проект Тай-Чи: Отправляйтесь в космос, чтобы уловить пульсацию времени и пространства " . 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, Чанг 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 : 2020НатАс...4..108Р . дои : 10.1038/s41550-019-1008-4 . S2CID 256713218 . Проверено 15 марта 2022 г. {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[17] Science and Technology Daily (24 сентября 2019 г.). « Тай Чи 1: первый шаг Китая в обнаружении космических гравитационных волн» . 2022 Проверено 15 марта 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] У, 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 помощью 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] «[Сеть новостей Китая] Лаборатория Тай Чи Вселенной гравитационных волн обосновалась в Ханчжоу для оказания технической поддержки Проекту Тай Чи ---- Китайская академия наук» www.cas.cn Проверено 15 марта 2022 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]