一個有關牛頓萬有引力定律檢驗的空間實驗，將在天舟一號開啟

在這個實驗中，一個核心的關鍵技術是靜電懸浮加速度計。

「非牛頓引力實驗檢驗的關鍵技術驗證」，僅從實驗名稱看，在此次天舟一號上的科學實驗中就非常搶眼。由華中科技大學引力中心所承擔的這一實驗，是一個有關牛頓萬有引力定律檢驗的空間基礎物理實驗，可以為引力理論的研究提供重要的實驗依據，具有十分重要的科學意義。

在這個實驗中，一個核心的關鍵技術是靜電懸浮加速度計。此次實驗主要利用天舟一號貨運飛船的空間環境，對高精度靜電懸浮加速度計進行在軌試驗。試驗結果將進一步為空間站開展「空間等效原理實驗檢驗」、「非牛頓引力實驗檢驗」、「空間引力波探測」等相對論與引力物理實驗奠定技術基礎，具有重要支撐作用。

靜電懸浮加速度計

高精度靜電懸浮加速度計可以理解為非常精密的弱力測量裝置，通常地球重力加速度為9.8m/s2，而靜電懸浮加速度計在軌測量航天器的微小加速度，其分辨本領可以達到10-10m/s2，即相當於把加速度測量到了小數點後第10位。

空間引力實驗就需要這樣的微小弱力或加速度測量裝置，而且高精度空間加速度計作為弱力測量感測器或者慣性參考是必不可少的關鍵載荷之一。例如，空間近距離非牛頓引力實驗檢驗，主要目的是為統一四種相互作用、探尋新的相互作用的理論研究等提供實驗依據，其中需要測量兩個物體近距離下的牛頓萬有引力，靜電懸浮加速度計便可以實現這樣的功能。再如，空間等效原理實驗主要目的是利用空間環境檢驗愛因斯坦等效原理是否成立，其基本原理即利用兩個高精度差分靜電加速度計進行測量。此外，空間引力波探測主要針對更為低頻的引力波信號，主要方法是利用長基線激光干涉儀對兩個高精度慣性感測器之間的距離進行精密測量，也離不開高精度慣性感測器靜電懸浮加速度計。

靜電懸浮加速度計在國際上是一個新出現的加速度測量技術，目前在國際上只有法國等一些發達國家掌握了這一尖端技術，並且對我國高度保密。華中科技大學引力實驗中心從2000年開始，經過15年持續攻關，從理論方法、關鍵技術、性能測試、產品研製及其應用等方面開展了系統研究，分別完成了原理樣機、工程樣機和飛行產品的研製。這一具有完全自主知識產權的靜電懸浮加速度計，其性能指標達到了國際同類產品的水平。

靜電懸浮加速度計在引力實驗中的實驗精度受限於航天器振動雜訊的干擾。在天舟一號貨運飛船上，搭載了中科院空間應用工程與技術中心的主動隔振系統，可用於隔離飛船的振動雜訊，這剛好為靜電懸浮加速度計提供了一個很好的實驗平台。

題圖來源：採訪對象提供 題圖說明：非牛頓引力實驗檢驗裝置探頭盒（左）和電控盒（右） 圖片編輯：徐佳敏

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