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中国正在研发一项名为“太极计划”的重大科学项目，这是一个太空中的引力波探测器，尺寸巨大，尺度可达300万公里，相当于250个地球直径。这个探测器旨在探测低频引力波，帮助人类“聆听”宇宙中95%的暗物质和暗能量，补充传统电磁波观测的不足。它由三颗卫星组成编队，计划在2033年左右发射，将开启引力波天文学的新篇章。详情>>我国正研发“太极”探测器，相当于250个地球直径，用来做什么？
一、引力波的奥秘：从“看”到“听”的宇宙探索
引力波是时空的涟漪，就像宇宙蹦床上的波纹。2015年，人类首次直接探测到双黑洞合并产生的引力波，开启了引力波天文学时代。过去，人类主要通过望远镜收集电磁波（如可见光、无线电）来“看”宇宙，但这只能照亮不到5%的宇宙。剩下的95%是暗物质和暗能量，像隐身衣一样看不见。引力波因为是“时空的波纹”，可以穿透黑暗，帮我们拍到宇宙隐藏的剧情。这相当于电磁波给宇宙拍了张照片，引力波要给宇宙录段音。只有把“看”和“听”结合起来，我们才能拼出宇宙真正的高清全景图。
引力波分频段：高频的像“女高音”，低频的像“男低音”。美国的LIGO引力波天文台只能探测高频引力波，而低频引力波必须到太空去探测，因为地面有地震、人声、卡车等干扰，根本听不清。地面探测器像在学校操场听音乐会，太空探测器就像把麦克风直接放到舞台中央。中国的“太极计划”就是专门去录低频段引力波的天线。
二、太极探测器的设计：300万公里的太空“吉他弦”
“太极计划”的核心是一个尺度达300万公里的太空引力波探测器，接近地月距离的8倍，是人类研制的最大探测器。它由三颗卫星组成编队，计划在2033年左右由一枚火箭一次发射进入同一轨道，绕太阳飞行，整体落后地球约20°，距离地球5000万多公里——既躲开了地球的引力噪声，又能和地面天线愉快通信。
每两颗卫星间隔300万公里，正好能“共振”0.1毫赫兹–1赫兹的引力波，相当于给“男低音”量身定做的吉他弦。技术细节包括：每颗卫星伸出两套几十厘米口径的望远镜，互相发射红外激光，形成三架巨大的“迈克尔逊干涉仪”。激光在300万公里的“真空管道”里往返，相位差能测到10皮米——相当于量出北京到上海之间多出一根头发丝的粗细。卫星中心悬浮着几厘米大小合金立方体，它们是真正的“传感器”。引力波一来，立方体之间的距离微微抖动，卫星外壳却被“无拖曳”系统牢牢护住，不让任何外力碰它们。
保持三颗卫星相对位置不变不容易，需要传感器和推进器的精密配合。利用惯性传感器实时监测太阳风、宇宙射线造成的“推力”，精度到0.1飞牛。使用微推进器阵列（冷气、离子或场致发射等多种微型发动机）随时反向喷气，把卫星“推”回理想轨道，让测试质量永远处于“自由落体”状态。此外，温控至关重要：卫星外壳±0.000001℃的恒温，避免热胀冷缩假信号——相当于把一间教室的温度波动控制在一根头发丝直径级别。
三、科学目标：给黑洞“体检”和宇宙“录音”
“太极计划”的重要科学目标包括：一是给黑洞做“体检”，称体重（质量）、量体温（自旋）、发地图（分布）。二是追踪“种子”怎么长成“大树”：中等质量（几百~十万倍太阳）种子黑洞是谁生的？暗物质能不能当“种子”？小种子如何快速吃成超级大胖子？三是找宇宙“第一代恒星”：第一代恒星质量是太阳的几十到几百倍，活得快死得早，太极要抓它们留下的“遗迹”。四是给“大爆炸回声”设上限：如果宇宙暴胀真的发生过，会留下原初引力波背景，太极将给出第一份“音量表”。五是测“引力波的极化”：光波有偏振，引力波也有。不同极化模式对应不同引力理论，太极将提供“一票否决”级别的实测数据，帮爱因斯坦或他的挑战者打分。
四、国际合作：中欧的竞争与协同
除了中国的太极计划，欧洲也在推进他们的引力波探测计划“LISA”。LISA的尺度为250万公里，比太极稍短一些。两个探测器虽然存在竞争关系，但更具有强大的协同互补潜力。它们探测的频段有重叠，但各自的灵敏度优势区间不同。联合观测能覆盖更宽的频率范围，从而捕捉到种类更丰富的引力波事件。单个引力波探测器难以精确确定波源在天空中的方位。太极和LISA在日心轨道上构成一个巨大的空间干涉网络，通过三角测量法，能将引力波源的位置精度提高几个数量级，这就像我们用两只眼睛（两个探测器）才能立体定位类似。
太极和LISA如同两位技艺超群但各有所长的“太空捕手”。它们的合作将为我们打开一扇前所未有的窗口，让我们能更清晰、更精确地“聆听”来自宇宙最深处的时空涟漪，共同揭开黑洞、引力乃至宇宙起源和演化的奥秘。值得一提的是，中国团队已突破“皮瓦级弱光锁相”“飞牛级微推”“亚皮米稳频”等关键技术，部分指标领先欧洲LISA Pathfinder一个数量级。
五、发展历程：从纸上谈兵到太空弹琴
太极计划的发展历程漫长而坚实：2008年，中科院空间科学与应用研究中心首次把“中国空间引力波探测”写进《空间科学2050路线图》。2012年，成立“空间引力波探测工作组”，在eLISA联盟大会上提出300万公里臂长方案，欧洲人惊呼“太极参数”。2016年，对外公布“太极计划”。2019年，太极一号技术验证星升空，完成无拖曳、激光测距、惯性传感三大技术验证，已突破“皮瓦级弱光锁相”“飞牛级微推”“亚皮米稳频”等关键技术。2025年，拓展引力波探测前沿、抢占空间引力波探测科技制高点，已经成为国家重大战略，也是国家空间科学中长期发展规划（2024–2050年）中五大主题之一“时空涟漪”的优先发展方向。到2030年代，太极三星将发射上天，正式开麦“宇宙男低音”。
六、技术溢出：从太空应用到日常生活
经常有人问，探测引力波除了研究宇宙奥秘外，还有什么用？太极计划的技术溢出清单可用于回馈社会。为了高精度的引力波探测，我们攻克了层层技术难关，这些新技术完全可用于经济建设领域。比如：皮瓦级弱光探测，可用于下一代北斗/深空激光通信；飞牛级微推，可用于高精卫星姿态控制、太空垃圾清理；亚皮米稳频，可用于光钟、下一代GNSS，能让定位误差从厘米到毫米；超稳望远镜，可用于对地观测、空间引力红移实验；大数据算法，可用于引力波实时处理平台，可转医疗信号分析、金融脉冲识别等。
总结：
太极计划不仅是中国在空间科学领域的重大突破，更是人类探索宇宙奥秘的关键一步。通过探测低频引力波，它将帮助我们“聆听”宇宙的“男低音”，揭开黑洞、暗物质和宇宙起源的谜题。与欧洲LISA的合作，将放大探测能力，推动全球引力波天文学发展。技术溢出则让这些尖端科技惠及日常生活，从卫星通信到医疗金融。2030年代，当太极三星升空，我们将迎来一个“听”懂宇宙的新时代，拼出宇宙的高清全景图。
https://news.sina.com.cn/zx/2025-11-20/doc-infxzepe3903497.shtml
