从天宫二号看激光干涉仪未来的发展趋势

原创 zhzjcom  2016-10-25 21:45  阅读 620 次

2016年9月15日在酒泉卫星发射中心成功发射了天宫二号,天宫二号空间实验室搭载了多种高精尖的科学设备。其中最吸引眼球的就是空间冷原子钟,据说其可以实现约3000万年误差只有1秒的超高时间精度,这也是世界上首台在太空轨道运行并开展科学实验的空间冷原子钟,也是目前在空间运行的最高精度原子钟。

天宫二号

人类社会的发展离不开对时间的精确测量,科学技术的飞跃也离不开对仪器设备的高精度要求。以往,在太空中运行的原子钟都是热原子钟,精度最高是300万年误差1秒。现如今,由中国天宫二号搭载的空间冷原子钟将激光冷却技术运用到太空中,在空间微重力的环境下,将时间精度提升了10倍,也就是说这台钟运行3000万年才会有1秒的误差!

有很多人心里都有同样的疑问:这样精准的钟到底有什么作用呢?中图仪器了解到,在太空中,空间冷原子钟可以建立超高精度时间频率基准。有了这个基准,就可以把太空中其他原子钟同步起来,让全球卫星导航系统具有更加精确和稳定的运行能力。

此外,冷原子技术的发展还将大幅提高许多实验的精度,让原来不可能进行的实验成为可能。例如,开展深空导航定位。据专家透露,如果我们在太阳系中不受引力影响的拉格朗日点各放置一台冷原子钟,人类就可以超越近地范围、在太阳系这个更大的范围内实现准确定位,开展更为广阔的时空研究,包括广义相对论在某些情况下是否成立等。

激光干涉仪

  再如,空间冷原子干涉仪可以实现在轨引力波探测。探测引力波有多种手段,采用激光干涉仪探测,需要三颗卫星,空间冷原子干涉仪只需要两颗卫星,技术难度和成本都有所降低。这是否意味着在不久的将来 ,冷原子干涉仪将会取代激光干涉仪呢?答案是否定的,因为我们都知道物尽其用,每一种仪器设备都有它的特殊价值,激光干涉仪做为一种目前市场上新的主流检测设备,在制造领域的应用是非常广泛的,这得益于激光干涉仪的多功能检测手段和便携操作,使它在制造领域的各行各业中都有着很重要的地位。所以激光干涉仪更需要的是不断完善和提升它在各种环境下的适应性,以及安装调试过程中的易用性。

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