空間引力波探測(cè)和地球重力場(chǎng)空間測(cè)量?jī)纱罂茖W(xué)計(jì)劃具有重大科學(xué)意義和廣泛的應(yīng)用價(jià)值?？臻g引力波探測(cè)不僅可以檢驗(yàn)愛因斯坦廣義相對(duì)論，還可開啟一個(gè)觀測(cè)宇宙早期的新窗口；而先進(jìn)重力場(chǎng)測(cè)量將為人們研究陸地水循環(huán)、冰川變化、海洋環(huán)流及大氣循環(huán)等地球大質(zhì)量時(shí)空分布、變化與遷移現(xiàn)象提供有效的分析依據(jù)。這兩大科學(xué)計(jì)劃的核心技術(shù)即是激光干涉測(cè)距系統(tǒng)，用以獲得由空間引力波擾動(dòng)或重力場(chǎng)異常所引起的星間距變化?？臻g引力波探測(cè)要求在百萬公里量級(jí)的衛(wèi)星間，獲得皮米量級(jí)的位移測(cè)量精度；而對(duì)于地球重力場(chǎng)空間測(cè)量，也要在百公里量級(jí)的衛(wèi)星間獲得納米級(jí)的測(cè)距精度。這無疑是目前測(cè)量學(xué)的重大挑戰(zhàn)。 

　　2008年，由中科院力學(xué)研究所國(guó)家微重力實(shí)驗(yàn)室牽頭，聯(lián)合中科院理論物理研究所、中科院物理研究所、中科院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所、華中科技大學(xué)、中國(guó)東方紅衛(wèi)星股份有限公司等，組建了中科院空間引力波調(diào)研論證組；2009年，中科院將空間引力波探測(cè)列入中科院2050中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃；2011年，美國(guó)NASA退出“LISA”計(jì)劃，ESA尋求中國(guó)20%的合作，其中皮米精度的激光干涉儀列為中國(guó)可能貢獻(xiàn)的載荷之一；2012年，為響應(yīng)國(guó)際同行的合作倡議，由中科院力學(xué)研究所和中國(guó)科學(xué)院大學(xué)牽頭成立了中科院空間引力波探測(cè)工作組。 

　　為配合和推進(jìn)空間引力波探測(cè)等科學(xué)計(jì)劃的落實(shí)，中科院力學(xué)研究所承擔(dān)了激光干涉測(cè)距系統(tǒng)方法學(xué)篩選(Chinese Physics Letters，2012，29(7)079501-3)#p#分頁標(biāo)題#e#和地面模擬系統(tǒng)的研制。在中科院空間中心戰(zhàn)略先導(dǎo)項(xiàng)目和中科院科研裝備研制項(xiàng)目的支持下，科研人員突破國(guó)際技術(shù)封鎖和關(guān)鍵器件禁運(yùn)，成功地設(shè)計(jì)出集消除噪聲與精密測(cè)距等多功能的激光干涉儀光路，以及多元抑噪的方案，研制出測(cè)距精度優(yōu)于100pm/Hz^1/2的激光干涉儀；采用數(shù)字鎖相環(huán)技術(shù)（DPLL）和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)等硬件平臺(tái)，研制出檢相精度優(yōu)于2π×10^-5rad/Hz^1/2的高精度相位計(jì)(Rev. Sci. Instrum. 2014，85，024503)；采用差分波前檢測(cè)技術(shù)和相敏型指向敏感器，發(fā)展了指向控制精度達(dá)10nrand/Hz^1/2的激光指向控制模擬系統(tǒng)(Rev. Sci. Instrum. 2014, 85, 074501)；利用電光相位調(diào)制器、鎖相控制模塊等建立了鎖相精度優(yōu)于2π×10^{-4#p#分頁標(biāo)題#e#}rad/Hz^1/2的激光鎖相控制模擬系統(tǒng)；同時(shí)，申請(qǐng)了多項(xiàng)技術(shù)發(fā)明專利；成功構(gòu)建了空間激光干涉測(cè)距地面模擬裝置。這標(biāo)志著我國(guó)在空間精密測(cè)距技術(shù)領(lǐng)域邁出了堅(jiān)實(shí)的一步，積累了寶貴的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。 

　　該項(xiàng)目近日通過了由中科院計(jì)財(cái)局組織的專家組驗(yàn)收。 

空間激光干涉測(cè)距地面模擬裝置外觀