太極拳プログラム

太極計画は、中国が 提案する衛星搭載型重力波観測所である。^{[1] [2]}重力波によって引き起こされる時空のさざ波を研究するために、2033年に打ち上げが予定されている。 ^{[3]この計画は、レーザー}干渉計で接続された3機の宇宙船を太陽の周りを周回させる三角形の軌道を描く。

太極には2つの代替案がある。1つは欧州宇宙機関（ESA）のLISAプロジェクトの20%のシェアを引き受けるというもの、もう1つはASEプロジェクトの認証を得るために2033年までに中国独自の衛星を打ち上げるというもの^[4] 。LISA と同様に、太極の探査機は300万キロメートル離れているため、同様の周波数範囲に感度を持つことになる^{[5] [6]。}ただし、太極はその周波数範囲の一部においてより優れた性能を発揮すると提案されている^{[7] 。}

プログラムの目標

「太極計画」はESAが提唱するELISA計画であり、ELISA計画の前身はESAとNASAが協力するLISA計画である。LISA計画の3つのネットワーク衛星の構成と同様に、太極計画の3つの衛星もそれぞれの重心を中心に回転する。重心も太陽の周りを公転する。違いは、LISAシステム、地球システム、太極システムの位相が異なることである。地球を基準とした場合、LISAシステムの位相はプログラムの位相より20度遅れており、太極システムの位相は地球の位相より20度進んでいる。^[8]さらに、太極計画は、中国科学院（CAS ）の天琴計画、欧州宇宙機関（ESA）のレーザー干渉計宇宙アンテナ（LISA）、および宇宙航空研究開発機構（JAXA）が主導する小数ヘルツ干渉計重力波観測所（DECIGO ）などを含む、提案されている宇宙ベースの重力波観測所計画の一部である。^{[9] 2021年12月、ある研究では、太極と}LISAを組み合わせた重力波検出ネットワークは、10年以内にハッブル定数を95.5％以上正確に測定すると指摘された。^[10]さらに、LISA-Taijiネットワークは、20個以上の恒星連星ブラックホール（sBBH）を検出する可能性を秘めており、その光距離測定の誤差は0.05〜0.2の範囲にあり、天空測位の相対誤差は1〜100度2の範囲にあります。^[11]

太極プログラムの主な科学的目標は、重力波の精密測定を通じてブラックホールの質量、回転、分布を測定し、暗黒物質がブラックホールを生成できる場合、中質量のシードブラックホールがどのように発達するか、そしてブラックホールから巨大で超大質量のブラックホールがどのように成長するかを探ることです。最初期世代の星の生成、発達、死の痕跡を探し、原始重力波の強度に直接制限を与え、重力波の偏光を検出して、重力の性質を明らかにするための直接的な観測データを提供します。^[12]重力波は物質と弱く結びついているため、宇宙の鮮明な画像を提供でき、提供される情報は望遠鏡や粒子検出器からの情報と組み合わせて使用​​できます。^{[13]重力波の精密測定により、宇宙の大規模構造、}銀河の誕生と発達、およびその他のトピックの詳細で徹底的な調査が可能になります。アインシュタインの一般相対性理論を超える量子重力理論をより良く発展・確立し、重力の本質を明らかにし、暗黒物質、エネルギーの本質、ブラックホールの形成、宇宙インフレーションの理解に貢献する。^[14]重力波は電磁波では伝えられない情報を伝達することができる。^[15]同時に、これから開発される先進的な技術は、宇宙科学と深宇宙探査の技術レベルの向上に大きな意義を持つ。慣性航法、地球科学、地球環境変動、高精度衛星プラットフォームの構築などの応用にも積極的な役割を果たす。^[16]

プログラム履歴

2008年、中国科学院は宇宙重力波検出の実現可能性を実証し始め、中国の宇宙重力波検出のための「太極計画」を提唱し、「単衛星、双衛星、三衛星」と「三段階」の開発戦略とロードマップを策定した。そして2018年8月、「太極計画」単衛星計画が宇宙科学（第二期）戦略パイロット科学技術特別中立計画に導入され、三段階プロセスの第一段階として太極1号衛星が打ち上げられた 。 [ ^17]

2019年8月31日、「太極1号」衛星が酒泉衛星発射センターから打ち上げられた^[18] 。 2021年7月、「太極1号」は設定されたすべての実験任務を完了し、中国最高精度の宇宙レーザー干渉計を実現した。マイクロブル級高周波イオンとホールの2種類のマイクロプッシュ技術の初の完全性能検証を達成し、中国における2つの非薬物制御技術の画期的な実現をリードした^{[19] 。}

太極2号衛星に搭載されている光学計測システムと無抵抗制御システムは、太極1号衛星ミッションによって確認された。このミッションの成功は、太極2号衛星の開発にも十分な後押しとなった。しかし、太極1号衛星は衛星が1基しかないため、衛星間レーザーリンクの試験を行う手段がない。関係部門は、太極3号衛星の障害を取り除くため、2023～2025年に2基の衛星（太極2号）を打ち上げる予定である。^[20]そして、2030年頃には、3基の衛星からなる正三角形の重力波検出スターグループを打ち上げる予定である。^[21]

プログラム責任ユニット

このプログラムにおける太極1号の科学応用部門およびユーザーはUCASである。太極プログラムと地上支援システムは中国国家宇宙科学センターが管理し、衛星システムの開発は中国科学院マイクロ衛星イノベーション研究所が担当している。また、中国科学院精密計測科学技術イノベーション研究所、中国科学院機械研究所、中国科学院上海光学精密機械研究所、中国科学院長春光学精密機械研究所、シンガポール科学技術大学、シンガポール南洋理工大学、中国科学院精密計測科学技術イノベーション研究所などがペイロード開発に携わる協力部門となっている。^[22]また、中国科学院は2021年4月に杭州に重力波宇宙極地実験室を設立した。^[23]

参考文献

1. Zhang, Yuan-Zhong; Cai, Rong-Gen; Guo, Zong-Kuan; Ruan, Wen-Hong (2018-07-25). 「Taijiプログラム：重力波源」. arXiv : 1807.09495v2 [gr-qc].
2. 中国が重力波プロジェクトを計画、鄭英奇著『チャイナデイリー』（2016年）
3. 中国の重力波探査が正念場を迎える - 宇宙設置型検出器の複数の提案から選択を迫られる。デイビッド・シラノスキー著『ネイチャー』531, 150–151 doi:10.1038/531150a (2016)
4. 「テクノロジー＆軍事速報」（2016年）で中国が重力波研究プロジェクトを提案
5. 中国は重力波に関するプロジェクトを計画しているウェイバックマシンで2016年3月11日にアーカイブ、 Cheng Yingqi著「China Watch」（2016年）
6. 「中国、2つの新たな重力波ミッションの計画を発表」Physics World . 2018年7月11日. 2019年9月20日閲覧。
7. Wu, Yue-Liang; Hu, Wen-Rui (2017-09-01). 「重力波物理学と重力の性質を探る宇宙における太極計画」National Science Review . 4 (5): 685– 686. doi : 10.1093/nsr/nwx116 . ISSN  2095-5138.
8. 高い; 刘; 罗; 靳 (2019)。"太极计划激光指向调控方案介绍" .中国光学。12 (3): 7.土井:10.3788/CO.20191203.0425。S2CID  208090926。
9. Yungui Gong、Jun Luo、Bin Wang (2021年9月15日). 「中国の宇宙重力波検出プロジェクトの概念と現状」. Nature Astronomy . 5 (9): 881– 889. arXiv : 2109.07442 . Bibcode :2021NatAs...5..881G. doi :10.1038/s41550-021-01480-3. S2CID  237513499. 2022年3月15日閲覧。
10. 太極科学協力（2021年2月24日）. 「宇宙搭載重力波アンテナを用いた膨張宇宙と重力の性質の探査に向けた中国初の一歩」. Communications Physics . 4 (1) 34. Bibcode :2021CmPhy...4...34T. doi : 10.1038/s42005-021-00529-z . S2CID  257115954.
11. Ju Chen (陈举)1,2、Chang-Shuo Yan (闫昌硕)1,2、You-Jun Lu (陆由俊)1,2、Yue-Tong Zhao (赵悦同)1,2、および Jun-Qiang Ge (葛均强)1 (2021 年 12 月)。 「LISA-Taijiネットワークによる恒星連星ブラックホールの検出について」。天文学と天体物理学の研究。21 (11): 285.arXiv : 2201.12516。ビブコード:2021RAA....21..285C。土井：10.1088/1674-4527/21/11/285。S2CID  245574764 。2022年3月15日閲覧。
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23. "【中国新闻网】引力波宇宙太极实验室落户杭州為太极计划提供技术支撑----中国科学院". www.cas.cn 。2022-03-15に取得。