天琴计划地月系引力场影响研究进展

相比将航天器部署于距离地球数千万公里的日心轨道方案，地心轨道方案在转移入轨、遥测遥控、导航制导、数据通信等方面具有优势。但天琴地球轨道方案也面临独特挑战。由于星座位于地月系内，来自地球和月球的牛顿引力摄动可能干扰对引力波的探测，即可能存在“轨道噪声”过高的风险。针对这一问题，张雪峰副教授小组自2016年起开展了系统研究，取得了重要进展。

       为了评估地月系的引力摄动效应，团队克服现有软件计算精度不足的问题，自主开发了高精度轨道数值计算程序，并引入了精细化的引力场模型，包含日、月与八大行星点质量，太阳J₂引力场，月球高阶静态引力场，地球高阶静态引力场，以及地球固体潮、海洋潮、极潮、大气潮、相对论效应，等等。借助该程序，团队计算了地月系引力场对天琴星间视线相对加速度噪声的贡献，结果表明地月系主要摄动均不在天琴1×10^-4～1 Hz的探测频段内，10⁵ km高度附近处的空间引力场环境较为“洁净”，地月系主要摄动干扰对天琴引力波探测不构成颠覆性因素。

参考文献

[1] X. Zhang, C. Luo, L. Jiao, et al., Phys. Rev. D 103 (2021) 062001, arXiv:2012.03264.