天格计划：清华大学联合天仪研究院将发射24颗立方星组网来研究引力波电磁对应体

来源： 2023-07-03 14:17:43

雷锋网消息：2017年9月21日，微小卫星太空实验服务商天仪研究院、清华大学天体物理中心在京联合举行 “天格计划”新闻发布会。

据雷锋网了解“天格计划”是由清华大学发起，主要负责科学载荷的研制；天仪研究院担任工程任务总体，主要负责微小卫星平台的研制与发射运维服务。“天格计划”预计在约600公里的不同轨道发射24颗微小卫星组成星座实现空间分布式引力波暴电磁对应体探测网，亦伽马射线暴探测网。

一、天格计划如何诞生

传统上，天文学家对天文事件的探测大多是基于电磁波（光学、X射线、伽马射线等）的探测；2016年2月LIGO首次实现了对引力波（引力波是爱因斯坦广义相对论所预言的一种时空波动，如同石头丢进水里产生的波纹一样，引力波被视为宇宙中的“时空涟漪”）的探测，开创了引力波天文学新的时代。就目前为止，LIGO对引力波的探测在对应体的质量和自旋上精度都非常好，但是在定位上则乏善可陈，而另一方面电磁探测却有极高的天体事件的定位能力。如果能将两者结合起来进行研究，则将极大地促进天文学的发展。

原始版的“天格计划”卫星

正是基于这样的考虑，在今年上半年由来自清华大学物理系、工物系、航院和外文系等30余名同学组成团队“天格计划” 开发了“空间分布式引力波暴电磁对应体探测网”，并凭借该项目获得了清华大学“挑战杯”竞赛的特等奖。

简单来说，该项目是对特定事件（产生引力波暴的电磁对应体）的一项专门研究。首先考虑到这种天文事件非常明亮但又极为稀少，所以只需要使用小型探测器即可，但需要全天覆盖而不至于因为地球遮挡而漏掉某些信号。另外由于大气层会遮挡伽马射线，所以应当将探测器发射到空间中进行探测；其次为了跟引力波的探测成协，最好要有一定精度的定位能力。基于这样的考虑，温家星等同学提出了通过立方星探测器组网的方式来实现全天覆盖和有效定位的科学目标，即“天格计划”。该项目很快完成了科学论证设计报告，并成功研制卫星原型系统，所得成果也得到了相关领域专家的认可。

二、由学生项目落地为科研项目

天格计划的提出，立即引起了我国首家微小卫星服务商天仪研究院的注意，随后他们与清华大学取得联系，并迅速达成合作关系。

“‘天格计划’听起来很酷，……但其实所用到的确确实实就是我们专业大二、大三所学的知识。”温家星同学说，“所以参与这个项目让我们感觉到，科学前沿离我们其实并不遥远，我们完全可以用自己学到的东西，通过自己的努力去探索科学前沿的问题。”

按照合作计划，天仪研究院将在2017年年底完成首颗技术验证星，并在2018年搭载快舟十一号火箭完成首颗卫星的发射；计划将在2018 - 2023年内发射24颗空间伽马射线暴探测微小卫星，实现全天组网的功能。

这项学生项目由此逐渐成为一个实实在在的天文科研项目。该项目将以天仪研究院为工程任务总体，清华大学为科学任务总体，为伽马射线暴探测的技术核心，联合国内外高校相关院系共同研制、开发伽马射线暴探测微小卫星。随后天仪研究院也将协调运载发射、卫星后期测控、数据接收等服务。

做为科研单位，如果想要通过卫星来做实验，传统上往往需要自己做卫星、发射卫星、运行卫星，其结果不仅是花费了巨大的时间成本和经费成本，一件非常小的科研项目也将变得非常庞大。而清华大学这次和天仪研究院的合作，则开辟了一种新的形式：科研单位提出科研任务，卫星服务商将提供制造卫星、发射卫星、运行卫星的一条龙服务；那么科研单位将节省大量人力、物力的成本，不用担心科学以外太多的事情，从而将精力投放在科学研究这个主体当中。

三、天格联盟

据清华大学清华大学工程物理系及天体物理中心冯骅教授介绍，“我们想，光是清华做这个事还不够，我们要把它变成一个所有大学共同参与的一个大科学工程，所以我们就发出了一个‘天格联盟’的倡议，这个联盟欢迎全球所有的高校参加。”