Concepts and status of Chinese space gravitational wave detection projects，全方位地介绍我国的“天琴”及“太极”方案的前史、概念及展开。这是我国科学家第一次在顶尖世界杂志对我国空间引力波勘探方案做完整体系的介绍，并对未来参加世界竞争与协作宣告我国声响。

　　我国科学家在文中初次提出，假如中外的空间引力波勘探方案按期完成，那么到本世纪30年代，欧洲的LISA，我国的天琴方案、太极方案，通过优势互补、相互协作，将有望确认引力波波源等严重世界信息，然后为人类揭开更多世界奥妙。

　　文章显现，LISA方案、天琴方案、太极方案都是勘探低频引力波的太空勘探方案。假如本世纪30年代这三个方案都顺畅履行，届时不只是各显神通，更重要的科学含义在于这三个空间引力波观测站能否相互协作，一起提醒更深入的引力物理实质与世界奥妙，这是值得咱们等待的。

　　引力波是时空的涟漪，她能告知咱们关于世界来源、演化和时空结构的信息。100多年前爱因斯坦广义相对论就现已预言了她的存在。2016年2月11日，美国激光干与引力波地理台(LIGO)宣告在2015年9月14日人类初次直接勘探到了引力波，证明了爱因斯坦的预言。这是21世纪物理学最严重的发现，它宣告了引力波地理学年代的到来。2017年，这一发现获得了诺贝尔物理学奖。到现在为止，美国的LIGO和欧洲的Virgo观测到了50多个引力波事情，这些信号都是由天体中恒星级双黑洞、双中子星、黑洞与中子星或黑洞与其他奇特细密星体兼并发生的。

　　但地上引力波勘探器有局限性，只能检测到由恒星级黑洞或中子星并合所宣告的频率较高的时间短激烈的引力波。“人类要勘探低频引力波只能到太空去。”论文作者之一、上海引力波勘探前沿科学中心与扬州大学引力与世界学中心王斌教授说，也因而欧美发达国家很早就布局了空间引力波勘探方案，LISA便是其间最有名的一个。

　　与此同时，我国科学家从来没有抛弃对这一最前沿的科学问题的探究。天琴方案首席科学家、我国科学院院士罗俊教授自上个世纪80年代就开端埋首于引力根底实验研讨，90年代中期开端引力波勘探隔振要害技能研讨，于2000年布局了空间惯性传感技能的研讨，2002年布局了星间激光干与丈量技能的研讨，这是在太空中进行引力波勘探的几项最中心的技能。通过多年的展开，罗俊教授团队的空间加速度计在国内首先进行了在轨飞翔实验，为我国自主展开空间引力波勘探奠定了要害技能根底。团队一直坚持走自主展开的路途，于2014年在国内首先提出要自主展开我国的空间引力波勘探天琴方案，并拟定了“0123”的技能道路。

　　天琴方案的方案被称为我国方案，与欧洲LISA方案不同，它的方针是在2035年前后，在约10万公里高的地球轨迹上，布置3颗全同卫星，构成边长约为17万公里的等边三角形星座，建成空间引力波地理台“天琴”，展开引力波的空间勘探。

　　同为我国空间引力波勘探的太极方案，与欧洲LISA方案根本相同，在间隔地球约5000万公里的轨迹上，发射三颗全同卫星，三星编队轨迹以太阳为中心，规划干与臂臂长即卫星距离300万公里。2016年，提出该方案的我国科学院为完成它拟定了“三步走”展开道路。

　　天琴、LISA、太极，三个方案，前者是地心轨迹方案，后两者是日心轨迹方案，需求相同的中心技能，也有各自不同的技能难题，但对空间引力波勘探具有互补性。该论文剖析，三个勘探方案里，单个勘探器关于不同空间方位的灵敏度不同。三个勘探器联合起来不只能够掩盖更广大的空间，并且能够愈加精确地确认引力波源的物理参数，然后更好地了解种子黑洞的来源及演化、世界的来源及演化与引力的实质特性等。

　　“与LISA和太极比较，天琴对相对高频信号（0.1赫兹）观测愈加灵敏，因为波源定位才能随频率增大而进步，天琴在对高频引力波波源的定位才能方面具有显着的优势。考虑到LISA与天琴不同的规划理念与运转轨迹，它们联合观测时能互补，在1-100毫赫兹规模内，LISA-天琴联合观测网的定位精准度比单个勘探器高且定位功率也高，掩盖天区规模更宽广。天琴的灵敏频率在几十毫赫兹频段，它的定位及勘探才能不会遭到勘探器平面指向固定参阅源的影响。”论文作者之一、华中科技大学教授龚云贵说，此外，太极勘探器臂长大于LISA，在毫赫兹频段太极比LISA灵敏，虽然LISA与太极轨迹相似，在毫赫兹频段，LISA和太极的勘探器平面滚动不光能够协助其进步空间定位才能，并且能够协助其掩盖一切空间方位。

　　“联合观测不光能够极大进步对引力波源的空间定位才能，并且能够观测到更宽的频段及更大的空间规模，然后为研讨哈勃常数等世界学参数及世界演化供给新的观测手法。”王斌教授说，这是科学家们初次对三大方案协同使用进行的理论研讨新发现。

　　文章还介绍了我国的引力波勘探方案得到了党和国家的高度注重。我国科技部启动了引力波勘探要点专项，国家航天局和教育部别离同意成立了引力波研讨中心和天琴前沿科学中心，国家天然科学基金委启动了引力波严重方案，国家航天局、教育部、我国科学院等部门对引力波的研讨也有了中、远期布局。

　　现在，天琴方案“0123”技能道路”步的月球激光测距和第“1”步的“天琴一号”技能实验卫星项目现已顺畅展开，作为第“2”步的“天琴二号”卫星项目正在顺畅推动中。太极方案也完成了三步走中的第一步，正在推动后续作业。两个方案的作业得到了世界上越来越多科学家的注重和注重。

　　Nature Astronomy是世界尖端学术期刊Nature(天然)于2017年创建的天然科学类子刊，是地理学范畴世界威望学术期刊。