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“天琴一号”测出全球重力场数据,三体人占领了地球

提到“引力波”三个字,大多数人可能会想到三体人占领地球时《三体:死神》中的那几行粗体字:

北美引力波发射台被毁。

欧洲引力波发射台被毁。

亚洲引力波发射台被毁。

太阳波放大功能被全频段抑制。

引力波宇宙广播系统无法回复,黑暗森林威慑结束。

此刻,人类处于危险之中,三体世界直接摧毁了地球上的三个引力波发射台。制衡三体世界的威慑系统被摧毁,三体人接管了地球。

当然,这是科幻小说中的“引力波”。剑客罗辑将引力波视为威慑武器。三体世界如果敢攻击地球,他就会利用引力波,将三体世界的坐标释放给宇宙。在现实世界中,科学界从未停止对“引力波”的探索。

2019年12月,我国成功发射了国内首颗空间引力波探测技术验证卫星“天琴一号”。现在,“天琴一号”又取得了新的重大突破,又迈出了重要的一步。

“练琴一号”实测全球重力场数据

据新华社报道,出席十三届五次全国人大常委会第五次会议的全国人大代表、中国科学院院士、“天琴计划”首席科学家罗军北京人大代表3月8日表示:中山大学“天琴一号”卫星近期获取了全球引力场数据。

这是我国第一次用国产自主卫星测量这个数据中国上空卫星参数,而在此之前中国上空卫星参数,这项技术一直被美国和德国垄断。这一次,“天琴一号”功不可没,使我国成为世界上第三个具备独立探测全球重力场能力的国家。

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“天琴一号”得到国家航天局、广东省和教育部的共同支持。其关键载荷技术由中山大学和华中科技大学联合开发,卫星平台由航天东方红卫星有限公司承包。

3月7日,“练琴一号”进行了近30小时的地球重力场应用试验。中山大学、华中科技大学天琴项目团队反复分析数据论证计算后,全球15阶地球重力场模型、全球重力异常分布网格图、全球大地水准面高度得到分布网格图。全球引力场的形成 据科学报道,已完成在轨试验总结评价。

“天琴一号”卫星检索到的全球重力异常图(左图)和全球大地水准面高度分布图(右图)。质量变化等因素可以准确量化重力的微弱变化。

从时间上看,这是我国首次独立测量全球重力场,这也意味着“天琴一号”实际上是我国第一颗具有重力场测量功能的卫星

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全球引力场也意味着“天琴一号”实际上是我国第一颗具有引力场测量功能的卫星。虽然“天琴一号”实际上是一颗空间引力波探测验证技术卫星,但最初的目的是验证引力波。但一个庞大的工程往往需要多个领域的技术突破才能完成,而地球引力场的探测恰好就是其中之一。

但需要注意的是,“联勤一号”重力场测量的精度并不是特别高。但这个结果还是具有重大意义的,为我国后续的重力卫星计划奠定了坚实的基础。

当然,这也意味着我们在寻找“引力波”方面又迈出了一大步。

地球引力场的作用

那么,测量地球引力场的技术究竟有什么作用呢?所谓地球引力场,简单来说就是反映地球物质的分布及其随时间和空间的变化。

例如,水必须有质量,所以当地下水流动时,该区域的重力场会发生轻微的变化。如果这些变化能够得到非常精确的量化,就可以追踪地下水的运动。

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物质的质量越大,诱导作用越强。山也是同样的道理。大山的引力作用肯定比平原大得多。

这种变化的幅度非常小,可能只有几微米甚至纳米,比人类头发的直径还小。人类无法用肉体感知这些变化,因此需要具备核心技术的卫星来完成这项工作。

当卫星飞越一个质量更大的区域时,会发生重力加速度,当离开该区域时,块体会略微减速。因此,通过卫星感知重力场的微弱变化,利用各种算法消除大气和太阳光的干扰造成的误差,可以得到非常高精度的全球重力分布图,从而掌握地下水和不同地下矿物质的分布。 .

所以这项技术可以应用于大地测量、油气勘探、水资源和国防安全。同时,也有助于监测全球气候,应对气候灾害,对我国的民生和经济有很大帮助。

打破美德垄断指日可待 2002 年 3 月 17 日,NASA 和德国航天局发射了 GRACE 探测器。

使用引力场测量成功跟踪地球水体的运动。美国于2011年发射了GRAIL卫星,获得了迄今为止精度最高的满月重力场图。

而这项技术一直处于被美德垄断的局面。

现在天琴座 1 号可以访问全球引力场数据,我们终于有机会打破这种垄断。虽然这次得到的数据准确率不是很高,但在我们浩瀚的宇宙中却是向前迈进了一大步。

罗军院士表示,下一个“天琴二号”希望通过精确测量两颗低轨卫星之间的距离,更准确地反演地球重力场。

如果“联勤二号”能在计划的2025年或2026年成功发射,那么在这个领域就能达到德行的局面。