11月11日至15日，第二十二屆中國(guó)國(guó)際高新技術(shù)成果交易會(huì)將在深圳舉行。本屆高交會(huì)以“科技改變生活、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展”為主題，總展覽面積超過(guò)14萬(wàn)平方米，有3000多家海內(nèi)外展商、近萬(wàn)個(gè)項(xiàng)目參展，各項(xiàng)活動(dòng)將超過(guò)140場(chǎng)。中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院上海分院院長(zhǎng)、“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星工程常務(wù)副總設(shè)計(jì)師、衛(wèi)星系統(tǒng)總指揮王建宇出席并演講。

以下為演講實(shí)錄：

王建宇：各位朋友，去年是給大會(huì)介紹我們國(guó)家的“墨子號(hào)”的情況，今年想介紹一下我們科學(xué)院正在進(jìn)行的另外一項(xiàng)計(jì)劃就是“太極”計(jì)劃，大家知道衛(wèi)星一般是國(guó)家比較有實(shí)力的時(shí)候才會(huì)去做的，應(yīng)該說(shuō)中國(guó)現(xiàn)在也到這么一個(gè)時(shí)候，盡管它可能和目前的經(jīng)濟(jì)還是相對(duì)比較遠(yuǎn)，但是它里面發(fā)展的技術(shù)確確實(shí)實(shí)可以為我們經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做很多的貢獻(xiàn)。大家知道引力波最早還是愛(ài)因斯坦提出來(lái)的，愛(ài)因斯坦確實(shí)非常偉大，他提出很多的東西都得到了驗(yàn)證，從目前來(lái)看有一個(gè)對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)認(rèn)為，我們現(xiàn)在能看到的只有宇宙所有東西的5%，也就是可見(jiàn)物質(zhì)，而可能有95%在宇宙里面是暗能量暗物質(zhì)，國(guó)際上的探測(cè)也是非常多，但是還是看不到。有一個(gè)預(yù)測(cè)如果我們能夠把引力波和現(xiàn)在電磁波一樣來(lái)使用的話，暗物質(zhì)暗能量都能給我們看到。

從宇宙來(lái)說(shuō)，目前有四種力，其中有三種力已經(jīng)統(tǒng)一了，引力除外，標(biāo)準(zhǔn)的物理研究的粒子模型大概有62種基本力子，有61種沒(méi)有找到，引力子沒(méi)有。這就是國(guó)際上對(duì)引力波的研究和尋找是大家非常熱的事情。好在2016年的時(shí)候地面的引力波已經(jīng)車工捕獲了，也獲得了諾貝爾獎(jiǎng)，引力波和電磁波非常相似，電磁波有不同的波段，有微波、紫外，引力波也是一樣的，地面能夠看到的引力波是引力波里面非常小的，太空當(dāng)中就可以看到引力波的主力部分。國(guó)際上現(xiàn)在大的機(jī)構(gòu)一是LISA和LISA探路者，2015年12月3日發(fā)射，并取得了超預(yù)期的結(jié)果，并不是說(shuō)在天上看到，而是為在太空看引力波做一些準(zhǔn)備。

中國(guó)現(xiàn)在也是非常努力，有不同的科學(xué)家都在提出一些，比較大的是“太極”和天琴計(jì)劃，分別在2019年前后向天上發(fā)出兩顆實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，主要是通過(guò)這個(gè)能夠看到很多在地面看不到的，比如說(shuō)銀河系的變化，恒星的演化等等能在太空當(dāng)中發(fā)現(xiàn)的話就能看到，包括大家記得前段人類看到第一個(gè)黑洞的圖像，實(shí)際上你看到的是外表，里面根本進(jìn)不去，因?yàn)樗械墓饩€進(jìn)了黑洞以后就不出來(lái)，通過(guò)引力波可能對(duì)黑洞可以做進(jìn)一步的探測(cè)和理解。包括大質(zhì)量比的黑洞怎么生成的，怎么運(yùn)動(dòng)的，這些可以通過(guò)太空的引力波探測(cè)得到實(shí)現(xiàn)。引力波到底怎么探測(cè)？為什么我們現(xiàn)在看不到引力波？主要的原因是什么？引力波不像電磁波，引力波對(duì)我們現(xiàn)在可以見(jiàn)到的物質(zhì)都是透明的，因?yàn)槟阒挥杏形沼凶钃醪拍苋ヌ綔y(cè)這個(gè)東西，而引力波過(guò)來(lái)以后所有物質(zhì)擋不住它，但是愛(ài)因斯坦做了預(yù)測(cè)，引力波出現(xiàn)的時(shí)候他的空間會(huì)受到彎曲的影響。所以探測(cè)引力波的唯一辦法就是要看空間彎曲的變化，如果有一個(gè)引力波過(guò)來(lái)了，有兩段距離，這個(gè)距離盡管兩個(gè)地方原來(lái)的目標(biāo)和起點(diǎn)都沒(méi)有變化，但是它的距離也會(huì)發(fā)生微小的變化，這給科學(xué)家提供一個(gè)手段，如果我可以測(cè)出微小的變化就可以知道有沒(méi)有引力波過(guò)來(lái)，引力波的探測(cè)恰恰用了電磁波的方法，用了激光干涉的辦法測(cè)空間非常微小的變化。引力波是一個(gè)激光干涉儀，探測(cè)的精度是非常微小的。它有多少？星間激光干涉測(cè)距系統(tǒng)要百萬(wàn)公里測(cè)量十分之一原子尺寸變化，也就是說(shuō)我如果用一個(gè)干涉儀，引力波過(guò)來(lái)以后可能會(huì)產(chǎn)生十的負(fù)12次方的變化，是非常小的變化。我在天上測(cè)要保證它這兩個(gè)測(cè)量模塊是完全自由的運(yùn)動(dòng)，所以不能有其他的干擾，這就是為什么人類在天上要測(cè)還非常困難的原因。

我們要測(cè)引力波有很多的關(guān)鍵技術(shù)，比如說(shuō)光測(cè)距系統(tǒng)，慣性傳感器系統(tǒng)，無(wú)拖曳，兩個(gè)測(cè)量塊必須在天上完全是不受力的運(yùn)動(dòng)才行，包括還有衛(wèi)星的其他技術(shù)。我們國(guó)家“太極”計(jì)劃大概是分三步走，當(dāng)時(shí)我們是在2019年發(fā)了第一顆太極一號(hào)主要對(duì)技術(shù)路線和可行性做驗(yàn)證，我們太極二號(hào)能不能基本核心技術(shù)能夠達(dá)到可測(cè)量的地步到2024年到2025年左右到2032年能夠真正把測(cè)量引力波的衛(wèi)星發(fā)到太空上，和歐洲的LISA計(jì)劃基本差不多的。衛(wèi)星系統(tǒng)里面核心的就是有一個(gè)激光的干涉測(cè)量?jī)x，上面有兩個(gè)模塊，這兩個(gè)模塊就是兩個(gè)臂的反射鏡，這是我們已經(jīng)做完的“太極”一號(hào)的東西，附了干涉儀和裝了兩個(gè)非常微小的推力系統(tǒng)，保證衛(wèi)星里面的測(cè)量模塊不受到外面力的影響。這一次我們能夠通過(guò)這個(gè)測(cè)到什么？我對(duì)無(wú)拖曳進(jìn)行驗(yàn)證，組成不詳細(xì)說(shuō)了，測(cè)量的干涉的光都是高性能的激光器做的，能夠組成一個(gè)測(cè)量平臺(tái)。到目前為止我們?cè)?0Mhz—1HZ可以測(cè)到10的負(fù)9次方，上天以后確實(shí)提高了，驗(yàn)證很多指標(biāo)地面這么多干擾的情況下，但是在空間環(huán)境可以測(cè)到。這個(gè)就是我們做的很小的測(cè)量模塊，這個(gè)模塊里面有一個(gè)是在天空上面完成能夠漂起來(lái)的，里面受到的力，我們通過(guò)無(wú)拖曳技術(shù)或者兩個(gè)非常小的推力系統(tǒng)，就像一個(gè)螞蟻在推一個(gè)幾百公斤重的系統(tǒng)，微小的干擾全部能夠去掉。這就是我們整個(gè)里面的無(wú)拖曳系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

我們還首次用了國(guó)際上用的微牛頓射頻推力器，另外一個(gè)方法，這個(gè)在國(guó)際上第一次做到微牛頓量級(jí)，建立衛(wèi)星的超穩(wěn)超靜衛(wèi)星系統(tǒng)，再舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，溫度的變化微小的變化對(duì)我的測(cè)量都是不行的，我們今后溫度的變化是要控制在整個(gè)核心區(qū)域控制在這個(gè)水平，才不影響測(cè)量的結(jié)果。這個(gè)工作我們?cè)?018年8月份在科學(xué)院立項(xiàng)，科學(xué)院也是非常努力花了一年的時(shí)間就把衛(wèi)星，2019年8月31日打上天，大概在軌的微重力水平是0.1NG，超高精度溫度分別率是0.1MK等等，這是我們溫度測(cè)量的結(jié)果，特別是我們成功開(kāi)展了對(duì)無(wú)拖曳，就是外面有力進(jìn)來(lái)能夠自動(dòng)修回去。2019年8月31日發(fā)射以后我們通過(guò)各種測(cè)試已經(jīng)成功完成我們所有要求的指標(biāo)，引力參考傳感器測(cè)量精度達(dá)到地球重力加速度的百億分之一量級(jí)，微推進(jìn)器推力分辨率達(dá)到亞微牛量級(jí)，為我們后面打下了基礎(chǔ)，謝謝大家。我的報(bào)告就到這里。