“天琴计划”突破：中国实现地月激光精确测量

“天琴计划”突破：中国实现地月激光精确测量

近日，中国“天琴计划”传来振奋人心的消息：成功实现地月激光精确测量，并获得月面上全部5个反射镜的回波信号。这一突破不仅标志着我国在空间引力波探测领域迈出了坚实一步，也使得我国成为世界上第五个掌握这一尖端技术的国家。

“天琴计划”是由中国科学院罗俊院士于2014年提出的空间引力波探测计划。其目标是在太空中构建一个巨大的激光干涉仪，通过精确测量激光在空间中的传播时间，来探测宇宙中的引力波。而实现这一目标的关键，就是精确测量地月距离的能力。

激光测距是一种利用激光来精确测量距离的技术。具体来说，就是向目标发射一束激光，然后通过测量激光往返的时间，来计算出距离。这种方法精度极高，可以达到厘米甚至毫米级。

但是，要实现如此高精度的测量并不容易。首先，激光在太空中传播会受到各种因素的干扰，比如大气扰动、温度变化等。其次，激光束本身也有一定的发散角，这意味着随着距离的增加，激光斑点会变得越来越大，从而影响测量精度。因此，如何保持激光束的稳定性和精确性，是这项技术的最大挑战。

为了克服上述困难，“天琴计划”采用了先进的差分波前敏感测角（DWS）技术。这种技术可以将激光指向误差控制在nrad（纳弧度）级别。那么，nrad到底有多小呢？1 nrad相当于在1公里的距离上，偏差只有1毫米！这种惊人的精度，确保了激光能够准确地照射到月球表面的反射镜上，并接收到返回的信号。

精确测量地月距离的意义远不止于此。它不仅可以帮助我们更好地了解月球的运动规律，还能为未来的深空探测任务提供重要的导航信息。更重要的是，它是实现空间引力波探测的关键技术之一。引力波是爱因斯坦广义相对论预言的一种时空涟漪，能够携带关于宇宙起源和演化的关键信息。而要探测到这种微弱的信号，就需要极其精确的距离测量能力。

目前，全世界仅有五个国家具备激光精准测量地月距离的技术能力。中国是最新加入这一行列的国家。这一突破不仅展示了我国在精密测量和空间技术方面的实力，更为未来参与国际重大科学项目奠定了基础。

“天琴计划”的最终目标是在太空中构建一个巨大的激光干涉仪，用于探测宇宙中的引力波。这一设施将由三颗卫星组成，它们将在太空中形成一个边长约为10万公里的巨大等边三角形。通过精确测量激光在这些卫星之间的传播时间，科学家们希望能够捕捉到宇宙中最微弱的引力波信号。

这一突破不仅展示了我国在精密测量和空间技术方面的实力，更为未来参与国际重大科学项目奠定了基础。随着“天琴计划”的持续推进，我们有理由相信，中国将在探索宇宙奥秘的征途中扮演越来越重要的角色。