新增4项！我们的征途是星辰大海！

华中科技大学

今年获批科技部

4项“引力波探测”重点专项项目

自2020年该专项设置以来

我校已获批牵头项目7项

此外还承担了一大批专项课题

“引力波探测”重点专项的总体目标是面向引力波研究前沿，围绕引力波探测的重大科学问题和瓶颈技术，全面布局引力波探测研究任务，大力提升我国引力波探测研究的创新能力，培养并形成一支高水平的研究队伍。
2014年，物理学院引力中心成立空间引力波探测研究团队，目前我校已基本形成以物理学院为中心，机械学院、能源学院、光电信息学院、电信学院、航空航天学院、网安学院等多院系强强联合、优势互补的空间引力波探测联合研究大团队。

一起来看看

今年获批的四个项目！

检验质量的电荷与表面电势测量研究

高精度惯性传感器是空间引力波探测的关键载荷，其中的检验质量为引力波探测惯性基准，要求其受到的扰动加速度在毫赫兹频段低至1´10-15m/s2/Hz1/2。在太空环境中，检验质量残余电荷和表面电势引起的电磁力是扰动加速度的重要来源。为此，需要研究电荷和电势的高精度测量技术，对残余电荷和表面电势分布及涨落进行评估和控制，确保引力波探测器的性能。针对以上问题，本获批项目拟发展高精度、高可靠的检验质量残余电荷和表面电势测量技术，并完成装置研制，预期技术水平达到国际领先；将研究电荷和表面电势分布产生的机理，并提出抑制方法；最终提出满足空间引力波探测需求的检验质量电荷测量与评估的在轨方案。项目的实施将对我国空间引力波探测计划形成有力支撑，扩大我国在基础物理前沿领域的国际影响力，培养一批专业人才。本项目由华中科技大学牵头，联合了兰州大学、中北大学、中山大学、北京航空航天大学、中国科学院精密测量科学与技术创新研究院等优势单位共同承担。

空间引力波探测数据仿真与预处理研究

空间引力波探测的数据体系庞大，涉及多种实验仪器噪声和复杂空间环境干扰，对原始数据进行预处理、提取出引力波信号是空间引力波探测的关键环节。鉴于引力波信号非常微弱，仪器噪声和环境干扰极易将其淹没，因此，如何从大噪声大干扰的观测数据中有效提取引力波信号是数据处理必须要克服的难点问题。为此，本获批项目拟开发实用的时间延迟干涉算法、建立全面的时间延迟干涉组合库，实现对主要仪器噪声如激光频率噪声和时钟噪声的有效抑制；建立系统的环境干扰模型、发展环境干扰预处理方法，实现对主要环境干扰包括星内温度和电磁扰动、星外等离子体和引力扰动等的有效扣除；最终研发出一套数据预处理软件系统，实现对原始数据的仿真与处理预演。为后续科学分析提供高质量多选择的数据支持。本项目由华中科技大学牵头，联合了中山大学、中国科学技术大学、中国地质大学（武汉）、中国科学院精密测量科学与技术创新研究院、西安邮电大学优势单位共同承担。

弱光相位高精度测量研究

弱光信号高精度相位测量是实现星间pm级相对位移和nrad级激光指向角度的核心部件，成为空间引力波探测中的研究重点。然而，复杂空间环境对弱光相位测量提出极大挑战。由华中科技大学（光电信息学院和物理学院联合）牵头，联合长春理工大学、电子科技大学、西安电子科技大学、浙江大学和中山大学等单位共同申报的“弱光相位高精度测量研究”项目近日获批，项目负责人为光电信息学院孙琪真教授。该项目将面向空间弱光相位测量系统对噪声本底、探测响应度、通道一致性和串扰抑制、星载条件适应性等的迫切需求，针对相噪机制、四象限光电探测器、相位测量电路模块和集成测试方法开展研究。预期通过4年技术攻关，研制mHz频段达到μrad量级噪声水平的星载弱光相位高精度测量系统工程样机，并与其他专项成果融合形成集成验证，完成空间引力波探测系统级任务研究，推动我国空间引力波探测工程实施。

无拖曳航天器编队精确控制研究

复杂空间环境下无拖曳编队精确协调控制是开展空间引力波探测任务的重要保障。当前，无拖曳航天器编队控制在大尺度构型保持、多星多自由度协调等方面面临着严峻的理论和技术挑战。研究无拖曳航天器编队精确控制理论、多自由度无拖曳编队系统任务规划与高精度协调控制方法，构建具有自主知识产权的无拖曳航天器编队全流程数值仿真与验证系统，对我国空间引力波探测的发展具有重要的意义。
项目针对无拖曳航天器编队面临的构型演化规律复杂且编队控制精度需求高、规划任务繁琐且多自由度协调困难、全流程数值仿真置信度要求高等问题，开展多尺度多机制下无拖曳编队系统精确控制理论、多自由度无拖曳编队系统任务规划与高精度协调控制方法等研究，进而建立一套覆盖全流程的无拖曳数值仿真与评估系统，对相关理论与方法进行验证，为全面开展空间引力波探测提供理论指导和技术支持。

引力波探测作为当前最为关注的国际重大前沿科学之一，不仅将推动基础科学研究，还会带动一批具有战略前瞻性的关键技术发展。罗俊院士于2014年提出基于地球轨道的空间引力波探测的中国方案——天琴计划。该计划预期于2035年前后在约10万公里高的地球轨道上，部署三颗全同卫星构成边长约为17万公里的等边三角形星座，建成空间引力波天文台，进行基础物理、天体物理及宇宙学的前沿研究。目前，天琴计划已经完成了0123路线图的前两步，实现了月地激光精确测距和高精度空间惯性基准在轨验证（天琴一号卫星，2019年），2021年国家航天局已批复天琴二号卫星的工程立项。

茫茫宇宙 点点星河

引力波探测

华中大人笃行不怠

我们的征途是

星辰大海！

华中科技大学（ihuster）

来源 / 物理学院 光电信息学院 航空航天学院编辑 / 高翔 汪泉
校对 / 郭雨辰