《面向空间引力波探测任务的微推进技术研究进展》

  • 来源专题:空间引力波探测领域
  • 编译者: yanyf@mail.las.ac.cn
  • 发布时间:2021-03-17
  • 微推力器是实现空间引力波探测中无拖曳控制任务的关键。本文在分析空间引力波探测无拖曳控制系统对微推力器要求基础上,通过微推进技术原理开展分析,梳理出了满足要求的微推力器,包括冷气推力器、波电离离子推力器、会切磁场型霍尔推力器和场致发射推力器4种备选方案,并介绍了4种推力器以及基于推力器的无拖曳控制国内外相关研究现状。在此基础上,本文介绍了天琴计划开展以来针对这几种微推力器的研制进展,并对后续应用于引力波探测的微推进技术研究方向进行展望。

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  • 《中国科学院近代物理研究所科研人员对空间引力波探测信号识别研究获进展》

    • 编译者:张宇
    • 发布时间:2025-01-03
    • 中国科学院上海天文台和中国科学院大学等的科研人员在空间引力波探测信号识别领域取得进展。该团队开发出基于深度学习的创新方法,可高效探测和分析空间引力波探测器的极端质量比旋近(EMRIs)信号,将为未来空间引力波探测与数据分析提供参考。相关研究成果在线发表在《中国科学:物理、力学和天文学》上。 自2015年首次探测到引力波以来,地面引力波探测器已探测到超过100例引力波事件。这些地面探测器的探测频段在几十到几百赫兹之间。为探索低频引力波源,科学界正积极筹备空间引力波探测计划。 空间引力波探测的重要目标之一是极端质量比旋近系统。这类系统由一颗恒星级黑洞围绕中心的超大质量黑洞旋转而成。研究EMRIs系统,能够帮助科学家精确检验广义相对论,绘制超大质量黑洞周围的时空图,验证“无毛定理”,有望揭示超大质量黑洞的质量分布及其与宿主星系的共同演化历史。 而EMRI信号的探测和分析面临挑战。这类信号可持续数年之久,且特征复杂、强度微弱,需要大量的计算资源来生成高精度波形模板。传统的匹配滤波和贝叶斯参数估计方法需要海量的EMRI波形模板来覆盖多维参数空间且计算成本高昂。更棘手的是,EMRIs信号的精确建模困难,而传统方法依赖于模板的准确性。 针对上述挑战,该团队创新性地提出了基于深度学习的完整解决方案。在时频域进行信号分析时,团队设计的二层卷积神经网络展现出优异的探测性能。对信噪比50至100范围内的信号,在1%的误报率下可实现96.9%的真实探测率。为验证这一方法的普适性,科研人员进行模板依赖性测试。结果表明,即使注入与训练数据不同模型生成的信号,该方法仍可以保持稳定的探测性能。这表明,该方法对理论模型的依赖程度较低,并提升了实际探测的应用价值。 进一步,在探测到信号后,该团队采用UNet网络在噪声中提取EMRI信号,并通过神经网络实现关键参数的精确估计。超大质量黑洞的质量估计准确率达99%,自旋参数估计准确率达92%。同时,神经网络可以准确预测轨道初始偏心率等参数。这为未来的引力波数据分析提供了新思路。 论文链接 (DOI:10.1007/s11433-024-2500-x)
  • 《沈阳自动化所等在载人月球探测预先研究方面获进展》

    • 来源专题:中国科学院亮点监测
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间:2019-03-30
    • 近日,国际学术期刊Environmental Toxicology 以封面论文的形式,邀请刊载了中国科学院沈阳自动化研究所空间自动化技术研究室研究员刘金国团队在载人月球探测预先研究领域的最新成果。   载人月球探测是目前各个航天大国关注的焦点,在未来的载人月球探测任务中,航天员可能要长期暴露在月尘之中,但国内外对于月尘生物毒性的认识极其有限。刘金国团队利用模拟月尘,对月尘对呼吸系统的毒性及其作用机制进行了深入研究。研究表明,吸入月尘可能会引起炎性肺纤维化病变,炎症和氧化应激是月尘引起肺损伤的重要因素。研究成果将为航天员月尘毒性的防治提供重要依据和参考。该研究工作由沈阳自动化所、沈阳医学院、澳门科技大学、中国科学院地球化学研究所等单位联合完成,得到国家自然科学基金、澳门科技大学月球与行星科学实验室开放课题和载人航天工程预先研究项目的资助。   近年来,沈阳自动化所承担了一系列嫦娥工程型号任务和载人航天工程型号任务。在此基础上,面向载人航天工程与月球探测后续发展需求,沈阳自动化所积极开展了载人月球探测的预先研究工作,不断取得新的进展,并在国内外产生影响。