广袤太空中，3颗人造卫星构成一个等边三角形阵列围绕地球，相互之间用激光进行联系，如同一把竖琴，探测来自宇宙深处的“天籁之音”引力波。

 

   这项由中山大学发起的中国空间引力波探测计划——“天琴计划”，将以中大珠海校区为主阵地，以发展空间引力实验关键技术为导向，在引力理论与实验分析、卫星平台与控制、光学测量与遥感、地月系统物理实验四个方面展开系统研究。

 

   3月20日，“天琴计划“基础设施工程一期在珠海开工奠基。省委常委、珠海市委书记李嘉，珠海市委副书记赵建国，珠海市副市长龙广艳，珠海市高新区党委书记张宜生，中山大学党委书记陈春生、校长罗俊等出席仪式。

 

   引力波探测被视为科学皇冠上的一颗明珠，正在国际上掀起前所未有的热潮。目前，空间引力波探测在国际上还是空白。罗俊透露，“国家对‘天琴计划’非常重视，希望我们能抢占制高点”。

 

   借助发展“天琴计划”，中山大学和珠海将成为国际上引力波探测与空间精密测量领域的学术研究重镇之一，并成为推动后续一系列空间精密测量物理实验的研究基地，走进国际科技创新领域的最前沿。从长远来看，这种基础研究将带动整个空间技术及其产业链飞跃发展，带动精密测量、激光、自动控制、大规模计算等技术领域发展，带来人才培育、科研提升、产业发展多重效应，助推创新驱动。

 

   撰文：江芬 林群贤

 

   国家寄望“天琴”抢占先机

 

   “天琴计划”是中山大学发起的一个科研计划，该校正在组建研究小组开展我国空间引力波探测计划任务的预先研究，制定我国空间引力波探测计划的实施方案和路线图，并开展关键技术研究。

 

   据了解，“天琴计划”科研平台的主要基础设施将在中山大学珠海校区进行建设，总体分两期进行。

 

   20日上午，在中大珠海校区沕水湖畔，项目基础设施工程一期正式奠基，包含3万平方米的科研综合楼、1万平方米的山洞超静实验室，集科研、教学、科普于一体的多功能观测台站，以及上山公路等。

 

   “天琴计划”预期执行期为2016年至2035年，分四阶段实施，未来将选取名为“RX J0806.3+1527”的超紧凑双白矮星系统作为重要探测对象，使用3颗人造卫星构成一个等边三角形阵列，每颗卫星内部包含1至2个极其小心悬浮起来的检验质量，将3颗卫星摆的轨道面正对双白矮星系统，通过高精度的激光干涉测距技术，记录由引力波引起的、不同卫星上检验质量之间的细微距离变化，获得有关引力波的信息。

 

   目前，中山大学天琴研究中心正在“引力理论与实验分析”“卫星平台与控制”“精密光学测量与遥感”“地月系统物理实验”等方面组建大科研团队。

 

   据透露，“天琴计划”项目庞大，需要100人左右的教师团队，四五百人的研究、工程技术人员及博士后。目前已有国内10多个大学和研究院所及来自俄罗斯莫斯科大学的教授参与其中，德国、意大利、法国的相关顶尖教授也有望加入。

 

   “天琴计划意义重大，国家非常重视，希望我们能在空间引力波探测方面找到一席之地，最好能够抢占先机，这需要我们大家共同努力。”罗俊说。

 

   “天琴”在珠海找到了“家”

 

   引力波探测正在国际上掀起前所未有的热潮。事实上，我国本土引力波探测研究工作一直在积极推进当中，中山大学此前也对探测引力波进行了长时间的探索。

 

   根据有关报道，以前中大用的是铝棒探测器，灵敏度不足，难以探测到引力波信号，并且当时还缺乏经济基础支持。经过了几十年的发展和积累，国家对基础研究的重视程度以及投入前所未有，为科学家们创造了良好的科研环境，因此现在开展“天琴计划”是“天时、地利、人和”。

 

   “天琴计划”缘何选址珠海？

 

   早在去年7月，珠海市就与中山大学签署了全面开展新型战略合作协议。为配合珠海市经济社会发展的实际需求，中山大学将珠海校区作为“十三五”期间学校投入建设的重点，全面提升珠海校区办学层次和水平，全面提升珠海创新驱动核心实力。

 

   “在‘天琴’有名而未名的时候，珠海市高瞻远瞩，尊重科学，更对中大珠海校区充满期待，凭着一腔办事的热忱，凭着对事业的追求，使‘天琴’在珠海得到早期培育。”罗俊在奠基仪式上表示，珠海市支持建设的基础设施工程，奠定了“天琴计划”参与国内国际竞争的基础。“‘天琴’找到了它应该待的地方，我相信它将成为中大标志，成为珠海标志，成为广东标志，更成为中国基础科学研究走向世界的标志。”

 

   在中大珠海校区从事空间技术研究的教授何振辉分析，首先，对于中山大学来说，珠海校区具有较好的发展空间，正处于院系调整的过程，“天琴计划“项目的到来，会给珠海校区带来极大的发展。其次，珠海校区空间技术中心成立已有10年，在航天技术尤其是热控、质量管理方面具有一定积累，这也是重要的选址依据之一。再者，珠海校区背靠凤凰山，引力测试是一个非常精密的实验，对温度、震动各方面的要求较高，需要修建山洞实验室，珠海恰恰能够提供此类条件。

 

   多重效应加速创新驱动发展

 

   “天琴计划”虽耗时久远但影响重大，将使中大成为国际上引力波探测与空间精密测量领域的学术研究重镇之一，并成为推动后续一系列空间精密测量物理实验的研究基地。

 

   具体来说，“天琴计划”将带动中大珠海校区海洋、空间等相关学科的发展，使珠海校区有别于广州、深圳校区，形成明显的学科特色。天琴空间科学任务的实施还将为国家在空间精密测量领域培育人才，提升中山大学在空间科学与技术的科研学术水平，并为珠海市在尖端科技研究和产业方面再添一项耀眼的成绩。

 

   当前，珠海正以创新驱动发展为核心战略和总抓手，加快建设国家自主创新示范区，大力发展“三高一特”现代产业，全力建设珠江西岸区域创新中心、国际化创新型城市。以“天琴计划”为代表的重大科学研究平台，正是珠海落实创新驱动发展战略的重要内容。

 

   中山大学天文空间科学研究院院长李淼表示，“天琴计划”项目面向全球招聘人才，预期通过5年时间凝聚100人以上的科研队伍，必然带动中大珠海校区的建设。“这本身对珠海高等教育、尤其是高水平研究型大学建设就是一个强大推动，有利于推动珠海成为相关领域创新人才的培养基地和输出基地。”

 

   依托“天琴计划”，中山大学将在珠海发展卫星技术、激光技术、定轨技术、量子通信、大规模计算等学科及技术的研究，争取填补相关技术领域的空白，进而以珠海为基地，影响全省乃至全国。

 

   此外，“天琴计划”将带动精密测量、激光、自动控制等产业的发展，并对地质、水文、矿产、气候变化等地球科学领域产生重大影响；其研究成果还可以辐射至珠海的相关高新技术产业，为珠海创新驱动增添动力。

 

   ■相关

 

   “天琴计划”将分四阶段实施

 

   “天琴计划”预期执行期为2016年至2035年，分四阶段实施：

 

   第一阶段：2016至2020年

 

   完成月球/深空卫星激光测距、空间等效原理检验实验和下一代重力卫星实验所需关键技术研发。主要研发成果包括：新一代月球激光测距反射器、月球激光测距台站、高精度加速度计、无拖曳控制（包含微推进器）、高精度星载激光干涉仪、星间激光测距技术等。

 

   第二阶段：2021至2025年

 

   完成空间等效原理检验实验和下一代重力卫星实验工程样机，并成功发射下一代重力卫星和空间等效原理实验卫星。主要研发成果包含：超静卫星平台、高精度大型激光陀螺仪、以及进一步提高加速度计、无拖曳控制（包含微推进器）、高精度星载激光干涉仪、星间激光测距等技术。

 

   第三阶段：2026至2030年

 

   完成空间引力波探测关键技术，完成卫星载荷工程样机。

 

   第四阶段：2031至2035年

 

   进行卫星系统整机联调测试、系统组装，发射空间引力波探测卫星。

 

   中大拟在珠海筹建“南海国家实验室”

 

   实施高水平人才和团队倍增计划

 

   除了“天琴计划”，中山大学“南海国家实验室”“万吨级海洋科考船”等系列重大科技创新平台都将落户中山大学珠海校区。在日前举行的珠海市创新驱动发展大会上，中山大学党委副书记李萍透露，中山大学将以建设涵盖海洋科学、海洋技术、海洋工程和海洋人文社科的完整齐全的“海洋学科群”为重心，在珠海校区构建完整的高水平学科体系、人才培养体系、国家级大型科学研究平台。

 

   据了解，“中山一号”万吨级海洋科考船也将落户珠海校区，围绕数字南海、国家资源安全等问题，建立海洋全链条和一体化科研体系，为海洋产业提供支持。

 

   “南海国家实验室”则将围绕南海，攻克一系列重大海洋科学和技术问题，并建设成为世界一流的海洋科学研究中心；另外，中大还将利用“天河二号”国家超算中心的平台，继续在珠海校区建设核工程与技术、生物医药和食品安全领域等国家级科学研究平台。

 

   “这些研究机构将探索新的运行管理体制，积极汇聚国际国内优势资源，重点支撑珠海市现代装备制造、特色海洋经济、电力能源、新材料、生物医药、食品安全等产业发展。”李萍说。

 

   随着系列重大科技项目在珠海的落地，中山大学将在珠海实施高水平人才和团队倍增计划。按照计划，珠海校区2020年的常驻教师和研究人员将由现在的370多人增加到2000人。其中，两院院士将由如今的3位增加到10位。长江学者、杰青和千人等高层次人才将达到80人左右。其他各类杰出青年人才也将有80到100人。在校生人数将由现在的近9000人增加到1.4万人。

 

   中山大学珠海校区还将增加80万平方米的建筑体量，这里将成为中山大学迈向世界一流大学不可或缺的支点。