月球中继星激光测距项目背景

       天琴计划激光测距台站的主要目的是针对空间卫星的高精度定轨需求为高精度月球/高轨卫星的激光测距技术研究提供实验平台，并在天琴科学探测任务的开展过程开展对天琴卫星的高精度测距工作。

       引力波探测的最大困难是引力波的强度小，能引起的效应（比如改变两个物体之间的光程距离）也很微弱。比如LIGO探测到的第一个引力波事件GW150914，其引力波到达地球后强度仅在10^-21量级，其效应相当于使地球绕太阳的公转轨道产生一个原子大小的形变。因此，要探测引力波，我们必须尽可能的减少各种因素的干扰。

       天琴卫星处于太阳系内复杂的引力场当中，其运动受到太阳系内各个天体的影响，其中受地球和月球的影响尤其明显。地球和月球对天琴卫星的作用也是引力作用，无法通过卫星无拖曳控制来抑制，不作精确扣除的话就会对引力波信号的探测和测量造成干扰。因此，获得天琴卫星的高精度轨道信息对于引力波数据处理工作大有帮助。

       除了满足天琴卫星的高精度定轨需求之外，发展月球/高轨卫星激光测距技术本身在科学上也意义重大。上世纪60年代末70年代初，美国和苏联在月面上部署了5个阵列式激光测距反射器（见图 2），随后世界上多个台站接力开展了40多年的月球激光测距工作。随着数据的积累和测距精度的提高，月球激光测距如今已经成为太阳系内检验广义相对论的一个重要方面，在等效原理检验、万有引力常数随时间变化、牛顿反平方定律检验、后牛顿参数限制等方面给出了有竞争力的结果，部分方面提供了对广义相对论最强的限制。

       月球激光测距虽然已经有很长的历史，但是在技术上挑战性并没有随着时间的流逝而降低，目前国际上能够常规开展月球激光测距工作的台站仍然十分有限。我国也长期以来一直缺乏月球激光测距的能力。为了满足对天琴卫星的高精度定轨需求并推动我国获得月球激光测距这一重要的技术，天琴计划团队于2015年开始了月球激光测距相关项目的系统推进工作，其中包括在中山大学珠海校区建设一个激光测距台站。

外部资料：

【1】https://spaceflight.nasa.gov/gallery/images/apollo/apollo14/html/as14-67-09386.html