天琴轨道与星座设计进展

张雪峰; 叶伯兵; 檀庄斌; 袁慧敏; 罗成健; 焦磊; 谷德峰; 丁延卫; 梅健伟

doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.11.02.2020B112

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天琴轨道与星座设计进展

特约综述 | 更新时间：2023-11-01

- 天琴轨道与星座设计进展
- Orbit and constellation design for TianQin： progress review
- 中山大学学报(自然科学版) 2021年60卷第1期页码：123-128
- 作者机构：
  
  1.天琴计划”教育部重点实验室，中山大学天琴中心 & 物理与天文学院，天琴前沿科学中心，国家航天局引力波研究中心，广东珠海 519082
  2.中山大学航空航天学院，广东深圳 518000
- 作者简介：
  
  张雪峰（1983年生），男；研究方向：空间引力波探测方案概念性研究、引力理论；E-mail:zhangxf38@mail.sysu.edu.cn
  叶伯兵（1993年生），男；研究方向：天琴轨道设计与优化；E-mail:yebb3@mail2.sysu.edu.cn
- 基金信息：
  
  广东省基础与应用基础重大项目(2019B030302001);国家自然科学基金青年项目(11805287)
- DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.11.02.2020B112
  中图分类号： O412.1;P111;V412.4
- 纸质出版日期：2021-01-25，
  
  网络出版日期：2021-01-08，
  
  收稿日期：2020-11-02，
  
  录用日期：2020-11-18
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张雪峰,叶伯兵,檀庄斌等.天琴轨道与星座设计进展[J].中山大学学报(自然科学版),2021,60(01):123-128.

ZHANG Xuefeng,YE Bobing,TAN Zhuangbin,et al.Orbit and constellation design for TianQin： progress review[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni,2021,60(01):123-128.
张雪峰,叶伯兵,檀庄斌等.天琴轨道与星座设计进展[J].中山大学学报(自然科学版),2021,60(01):123-128. DOI： 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.11.02.2020B112.

ZHANG Xuefeng,YE Bobing,TAN Zhuangbin,et al.Orbit and constellation design for TianQin： progress review[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni,2021,60(01):123-128. DOI： 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.11.02.2020B112.

摘要

天琴计划预计将在地球10万km高度附近处的圆轨道上部署三颗无拖曳控制卫星，组成近似等边三角形星座，并利用高精度星间激光干涉链路来探测宇宙空间中mHz频段的低频引力波信号。采用地球高轨是天琴计划的显著特征，如何行之有效地设计和利用地球轨道是天琴方案面临的重要问题。本文将从星座构型稳定性优化、轨道面与轨道半径选取、地月系引力场干扰效应评估、阴影规避这四个方面介绍天琴轨道与星座设计的主要研究进展。

Abstract

The TianQin project plans to deploy three drag-free controlled satellites in circular high Earth orbits at an altitude of 10

km. The satellites form a nearly equilateral-triangle constellation， and exchange high-precision laser interferometric links to detect low-frequency gravitational waves in the mHz frequency band. TianQin features a geocentric concept， and is facing the challenge of designing and utilizing high Earth orbits to the best effect. In this paper， we briefly summarize the main progresses on TianQin’s orbit and constellation design， including constellation stability optimization， orbital orientation and radius selection， the Earth-Moon’s gravity disturbance evaluation， and eclipse avoidance.

关键词

空间引力波探测天琴计划轨道设计星座构型空间环境效应

Keywords

space-based gravitational wave detectionTianQin projectorbit designconstellation configurationspace environmental effect

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