Elimination of Clock Jitter Noise in Spaceborn Laser Interferometers
空间引力波探测器采用自由飞行航天器之间的激光干涉测量法,在许多方面不同于实验室的同类探测器。在这些不同之处是,在空间中,端质量将相对于彼此移动。这通过在输入和输出频率之间引起多普勒频移而产生问题。由此产生的拍频如此之高,以至于当参考最先进的空间合格时钟时,其相位无法以足够的精度读取。这就是本文要解决的问题。我们介绍了一套时域算法,其中时钟抖动的影响完全取消。该方法采用了双色激光的方法,已经提出,但避免了在以前的频域算法中出现的奇异性。此外,激光和时钟噪声消除计划的几个实际方面得到解决。
2000-12-05 gr-qc
Testing the gravitational redshift with an inner Solar System probe: the VERITAS case
2021年6月选定的NASA发现级任务VERITAS将于2027年后向金星发射。除了将建立全球基础地球物理数据集的科学仪器外,VERITAS还提议对深空原子钟(DSAC-2)进行技术演示。第一个DSAC在低地球轨道上成功运行了两年多,展示了捕获离子原子钟技术,并建立了空间时钟性能的新水平。DSAC-2将在尺寸、功率和性能方面有进一步的改进。它将承载$1\times{10}^{-13}$级USO,以产生短期稳定度小于$2\times{10}^{-13}/\sqrtτ$的频率输出(其中$τ$是平均时间)。然而,由于资金短缺,DSAC-2不得不被取消。然而,最初预见的探测器上的原子钟的存在提出了一个问题,即这种仪器是否不仅对导航和时间传递有用,而且对基础物理测试也有用。在这项工作中,我们认为DSAC-2原子钟和VERITAS任务作为一个具体的例子来测量可能的差异,通过使用一个原子钟板载行星际航天器的红移预测的广义相对论。特别是,我们研究了测量可能违反局部洛伦兹不变性和局部位置不变性原理的可能性。我们在VERITAS巡航阶段对实验进行了精确的模拟。我们考虑不同的参数化的可能违反的广义相对论,不同的操作条件下,和几个不同的假设的预期测量性能。我们的分析显示了像DSAC-2这样的星际飞船上的原子钟的科学价值。
2023-03-01 gr-qc
Time-Delay Interferometry and Clock-Noise Calibration
激光干涉仪空间天线是欧空局和美国航天局联合执行的探测和研究兆赫宇宙引力波的空间任务。其三个航天器所遵循的轨迹导致不相等和随时间变化的臂,需要使用时间延迟干涉测量后处理技术来消除影响外差单向多普勒测量的激光相位噪声。虽然TDI的第二代配方取消激光相位噪声时,阵列是旋转和“弯曲”,第二代TDI的组合,板载超稳振荡器(USO)的相位波动,可以被校准出来还没有出现在文献中。在这篇文章中,我们提出了这个问题的解决方案,通过推广到现实的LISA弹道USO校准算法来自阿姆斯特朗,Estabrook和Tinto的静态配置。
2018-07-07 gr-qc
Transformation between $τ$ and TCB for Deep Space Missions under IAU Resolutions
为了对航天器进行跟踪和开展射电科学研究,研究了在IAU分辨率下,航天器上的钟给出的本征时间$τ$与质心坐标时间(TCB)之间的转换问题。为了更清楚地显示物理图像和提高计算效率,采用了解析方法。经数值检验,该方法适用于火星探测器一年的探测,特别是能较好地描述扰动体对探测器的影响。进一步的分析表明,这种变换主要有两个影响:太阳的引力场和航天器在质心参考系(BCRS)中的速度。它们的全部贡献是在几个亚秒的水平上。
2012-03-04 gr-qc
INO: Interplanetary Network of Optical Lattice Clocks
光晶格钟测频新技术已接近$(Δf/f)=O(10^{-18})$的相对精度。我们建议在太空中放置这样的精密时钟,并使用多普勒跟踪方法来探测低于1 Hz的低频引力波。我们的想法是在一个空间站安排三艘飞船。距离(比如在日地轨道的L1、L4和L5),并通过相互通信“时间”来应用多普勒跟踪方法。利用现有的技术,我们得到了比2001年卡西尼号探测器在$10^{-5}$ Hz -- $1$ Hz范围内的$h_{\rm n}\sim 10^{-17}$或$10^{-18}$量级的引力波灵敏度提高了三到四个量级的结果。这种灵敏度使我们能够观察到黑洞合并的质量大于$10^5 M_\odot$在宇宙学尺度。根据星系中黑洞的分级增长模型,我们估计发现黑洞的事件率为每年20-50。我们给这个系统起了个绰号叫“INO”(星际光晶格钟网络),以日本天文学家、制图师和测地学家井野忠孝(1745- 1818)的名字命名。
2019-02-11 astro-ph.GA astro-ph.IM gr-qc
Clock synchronization and light-travel-time estimation for space-based gravitational-wave detectors
针对LISA等天基引力波探测器的星间时钟同步问题,本文在质心天球参考系中推导精确伪距模型并结合真实数据模拟,提出非标准卡尔曼滤波器算法,实现亚米级精度的时钟同步与光行时估计,满足时延干涉测量需求。
2024-08-19 gr-qc
Fundamental Physics with a State-of-the-Art Optical Clock in Space
光学原子钟和光学时间传递的最新进展为基础物理测试和计时应用的精密计量提供了新的可能性。在这里,我们描述了一个空间任务的概念,将放置一个国家的最先进的光学原子钟在偏心轨道围绕地球。高稳定性的激光链路将把轨道航天器与地面站的相对时间、距离和速度连接起来。这项任务的主要目标是测试引力红移,这是广义相对论的经典测试,灵敏度超过目前的极限30,000倍。其他科学目标包括相对论的其他测试,加强对暗物质和基本常数漂移的搜索,以及建立高精度的国际时间/测地基准。
2021-12-20 gr-qc physics.atom-ph
Operating LISA as a Sagnac interferometer
提出了一种用于LISA的锁相配置,其提供了明显更简单的操作模式。该方案提供了一个Sagnac信号读出固有的不敏感的激光频率噪声和光具座运动的非旋转LISA阵列。该Sagnac输出对时钟噪声也不敏感,不需要数据的时移,也不需要绝对的臂长知识。由于所有的测量都是在一个航天器上进行的,因此既不需要航天器之间的时钟同步,也不需要交换相位信息。相位锁定配置仅为一个Sagnac变量提供这些优点,但仍保留与用于获得其他TDI变量的基线方法的兼容性。的LISA星座的轨道运动示出在Sagnac干涉仪中的反向传播光束之间产生14公里的路径长度差。利用该长度差,1 Hz/$\sqrt{\rm Hz}$的激光频率噪声谱密度将消耗Sagnac变量的整个光路噪声预算。对于Sagnac模式下的全灵敏度LISA操作,将需要激光频率稳定性(目前为30 Hz/$\sqrt{\rm Hz}$)的显著改进。可替代地,可以应用附加水平的时间延迟处理以去除激光频率噪声。提出了新的相位测量延时组合。
2003-06-29 gr-qc
The Study of the Pioneer Anomaly: New Data and Objectives for New Investigation
先驱者10号和11号航天器的辐射测量跟踪数据一致地表明,存在一个小的、异常的多普勒频率漂移,以约6 x 10^{-9} Hz/s的速率均匀变化;这种漂移可以解释为每个特定航天器的恒定向阳加速度a_P =(8.74 \pm 1.33)x 10^{-10} m/s^2。这个信号被称为先锋异常;这个异常的性质仍然无法解释。我们讨论的努力,以检索整个数据集的先锋10/11辐射多普勒数据。我们还报告了最近恢复的遥测文件,这些文件可用于使用原始项目文件和新开发的软件工具重建两个航天器的工程历史。我们讨论了可能的方法,进一步调查发现的效果,使用这些遥测文件结合分析的扩展得多的多普勒数据。我们提出了即将到来的新的先锋异常研究的主要目标,即i)分析早期数据,可以产生异常的方向,ii)分析行星相遇,这应该告诉更多关于异常的开始,iii)分析整个数据集,以更好地确定异常的时间行为,iv)比较分析两个先锋的个别异常加速度,㈤详细研究星上系统学; ㈥利用星上遥测技术建立热-电-动力学模型。所概述的策略可以允许a_P的更高精度的解,并且可能将导致明确地确定先锋异常的起源。
2006-03-06 gr-qc
Enhanced Frequency noise suppression for LISA by combining cavity and arm locking control systems
本文提出了一种新的方法,激光干涉仪空间天线(LISA)的任务中的激光频率稳定的激光器锁定到两个稳定的长度参考-干涉仪的臂和板载光学腔。这两个参考是使用精心设计的控制系统进行数字融合的,试图对基线LISA任务硬件进行最小或不进行更改。干涉仪臂提供了LISA科学波段(0.1 mHz - 1 Hz)中最稳定的参考,而腔传感器的宽带和线性读数可在LISA波段以下和以上实现额外的控制系统增益。这种双传感器的方法的主要技术问题是不理想的慢激光频率牵引耦合到控制系统的多普勒频移的光,由于相对航天器运动沿LISA arm. This不完善的知识本文概述了要求的多普勒频移知识,以保持谐振腔以及激活时,融合的控制系统。提出了两种多普勒频移估计方法,使用已经在船上的测量,航天器间干涉仪链路(主要的科学测量),和绝对航天器间激光测距系统。这两种方法在几千秒的测量积分后都达到了所需的精度。本文演示了一种方法来初始化和从事拟议的激光稳定系统,从自由运行的激光器和双传感器频率控制系统结束。结果表明,该技术将LISA科学波段中的残余激光频率噪声降低了3个数量级以上,可能允许放宽对时间延迟干涉测量(TDI)的要求-可能达到第一代TDI可能足够的程度。
2022-03-01 gr-qc
Compensation of tropospheric and ionospheric effects in gravitational sessions of the spacecraft RadioAstron
本文讨论了在利用射电天文卫星(SC)精密测量引力红移的实验中补偿大气影响的可能性。当信号从地面跟踪站传播到航天器并返回时,与电离层和对流层的相互作用对频移有相当大的贡献。给出了确定这种贡献的物理效应的简要概述,并描述了无线电信号的相应频率失真的计算和补偿的原理。然后,这些方法被用来减少“射电天文”航天器信号的大气频移。航天器硬件允许在两种通信模式下工作:“单向”和“双向”,此外,两个不同频率的通信信道同时工作。“单向”(SC -地面跟踪站)通信模式,信号由机载氢频标同步。“双向”(SC -地面跟踪站- SC)模式由地面氢标准同步。进行的计算使我们能够比较各种方法进行的大气波动补偿的质量,并选择最佳的一个。
2019-12-10 astro-ph.IM gr-qc physics.ao-ph
Influence of EOM sideband modulation noise on space-borne gravitational wave detection
本文针对空间引力波探测中的时钟噪声抑制问题,严格推导了EOM边带调制噪声要求的解析表达式,并通过实验验证商用EOM能够满足LISA任务需求。
2023-10-27 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
RadioAstron gravitational redshift experiment: status update
对广义相对论的一个基石-引力红移效应-的测试目前正在由射电天文学航天器进行,该航天器位于绕地球的一个高度偏心的轨道上。使用地面射电望远镜记录航天器信号,与其超稳定的机载H脉泽同步,我们可以以前所未有的精度探测航天器上时间的变化。到目前为止进行的观察,目前正在分析,已经允许我们测量的效果与$4\times10^{-4}$的相对精度。我们希望在2016年通过额外的观测达到$2.5\times10^{-5}$,这比GP-A任务40年前的结果几乎有了一个量级的改进。
2016-05-19 astro-ph.IM gr-qc
Transiting planets as a precision clock to constrain the time variation of the gravitational constant
对系外行星系统凌日时间的分析准确地提供了其成员行星的瞬时轨道周期$P(t)$。对这些凌日行星系统的长期监测限制了$P(t)$的可变性,这转化为对引力常量$G$随时间变化的约束。我们将此分析应用于开普勒航天器观测到的$10$凌日系统,并发现2009-2013年的$ΔG/G\lesssim 5\times10^{-6}$,或$\dot{G}/G \lesssim 10^{-6}\,\mathrm{yr}^{-1}$,如果$\dot{G}$是常数。虽然推导出的极限比其他分析的极限弱,但它是对其他分析的补充,并且可以通过分析许多连续监测的过境系统来改进。
2016-02-08 astro-ph.CO astro-ph.EP gr-qc
Time delay interferometry without clock synchronisation
时间延迟干涉测量(TDI)是一种用于LISA的数据处理技术,旨在将压倒性的激光噪声抑制几个数量级。人们普遍认为,TDI只能在每个航天器的所有相位或频率测量都与一个共同的时间框架同步后才能应用。我们分析证明,作为一个例子,常用的迈克尔逊组合X,TDI可以使用原始的,不同步的数据计算,从而避免了初始同步处理步骤的需要,并显着简化了初始降噪管道。此外,原始数据没有由时钟同步和参考系变换算法引入的任何潜在伪影,这允许直接对MHz节拍进行操作。因此,带内时钟噪声作为TDI的一部分被直接抑制,这与文献中先前提出的方法(其中在主激光噪声降低步骤之前去除拍音中的大趋势,并且在额外的处理步骤中抑制时钟噪声)形成对比。我们使用LISA Instrument和PyTDI进行全尺寸数值模拟来验证我们的算法,并表明我们达到了与先前提出的方法相同的性能水平,最终受到时钟边带稳定性的限制。
2022-05-19 astro-ph.IM gr-qc
The local dark sector. Probing gravitation's low-acceleration frontier and dark matter in the Solar System neighborhood
我们推测在21世纪40年代新的创新推进技术的发展和可用性,这将使我们能够在合理的时间内在太阳系外飞行航天器(150 AU或更多),以直接探测我们的(引力)太阳系附近,并回答有关暗区(暗能量和暗物质)的紧迫问题。我们确定了两个密切相关的主要科学目标,以及次要目标,可以通过一个专门的任务,以探测当地的黑暗部门:(i)开始探索引力的低加速度制度的人造航天器和(ii)提高我们的知识的本地暗物质和重子密度。这些问题的答案可以是,在太阳系外轨道上用航天器上的原子钟直接测量引力势,并将航天器的轨道与广义相对论通过结合测距数据和用航天器上的加速计对非引力加速度进行的现场测量(和校正)而预测的轨道进行比较。尽管在不久的将来会有大量新的实验上线,这将带来关于黑暗领域的新知识,但这些科学问题不太可能在未来20年内被关闭。更重要的是,回答这些问题可能比现在更加紧迫。跟踪携带时钟和加速度计的航天器离开太阳系可能是直接探测我们黑暗环境的最简单和最快的方法。
2019-09-11 astro-ph.IM gr-qc physics.space-ph
High Performance Clocks and Gravity Field Determination
根据广义相对论,理想时钟所测量的时间主要取决于时钟的引力势和速度。在过去的十年中,制造高精度原子钟的技术进步迅速提高了其精度和稳定性,接近10 $^{-18}$的水平。在对背景引力物理作完全相对论性描述的基础上,讨论了这些高精度时钟对大地测量学中参考系和时标实现的影响。我们讨论了目前的基本大地测量概念的定义,并得出结论,时钟和其他测量技术的进步将很快需要重新定义的时间尺度,或至少,澄清,以确保其连续性和一致的使用在实践中。两个时钟之间的相对频率偏移与时钟定位点处的重力势值的差异直接相关。根据广义相对论,10个$^{-18}$中时钟的相对精度相当于测量两个高度差为1厘米的时钟之间的引力红移效应。我们展示了时钟测量如何为实现与重力场相关的高度系统提供地球势数,并可以解决经典确定的高度系统以及国家高度系统之间的差异。时钟的另一个应用是直接利用观测到的电势差来改进区域重力场解的恢复。最后,卫星重力测量的时钟测量进行了分析,以及密切相关的缺陷,这种方法像一个不寻常的知识航天器的速度等,对于所有这些应用除了不久的将来的前景,我们还讨论了挑战,使用这些新的时钟数据在大地测量。
2017-02-22 gr-qc physics.geo-ph
Time-Delay Interferometry with optical frequency comb
在天基引力波干涉仪中,外差激光相位测量由于星载时钟的相位波动而退化,导致干涉数据的灵敏度性能水平不可接受。为了校准时钟相位噪声,先前已经建议必须通过调制激光束来进行额外的航天器间相位测量。然而,这种技术大大增加了系统的复杂性和子系统故障的可能性。随着自参考光学频率梳的出现,有可能产生相干参考机载激光器的外差微波信号。在这种情况下,我们表明,微波噪声可以直接取消应用修改后的第二代时间延迟干涉组合的外差相位测量。这种方法避免了调制激光束的使用以及额外的超稳定振荡器时钟的需要。
2015-02-23 gr-qc physics.optics
Outer Solar System spacecraft to probe the $μ$Hz gravitational wave frontier
提出利用外太阳系低加速度环境,无需测试质量即可探测微赫兹引力波,通过10-30 AU臂长和激光或无线电传输实现随机背景限制灵敏度,并探讨单臂及多普勒跟踪方案。
2025-09-26 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Experimental demonstration of picometer level signal extraction with time-delay interferometry technique
本文通过双航天器双光路实验,利用TDI构建等臂干涉仪并以EOM边带传输抑制时钟噪声,成功从强噪声中提取出约60皮米、周期1秒的微弱位移信号,验证了TDI降噪原理。
2023-10-27 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Testing the gravitational redshift with Galileo satellites
我们提出的GREAT(伽利略引力红移测试偏心卫星)的SYRTE(巴黎天文台),由欧洲航天局资助的实验的分析结果。椭圆轨道引起地面时钟和卫星时钟之间的分数频率差的周期性调制,而伽利略时钟的良好稳定性允许以高精度水平测试这种周期性调制。伽利略卫星GSAT 0201和GSAT 0202具有大偏心率和机载H脉泽时钟,是进行这项测试的理想候选者。通过分析1008天的偏心伽利略卫星数据,我们测量的引力红移的分数偏差从广义相对论的预测是$(+0.19 \pm 2.48)\times10^{-5}$在1西格玛,提高了最好的以前的测试重力探测器A的一个因素~5.6。此外,我们应用完全相同的分析,两个几乎圆形的伽利略卫星,以显示该方法的鲁棒性。通过分析899天的圆形伽利略卫星数据,我们测量的引力红移的分数偏差从广义相对论的预测是$(+0.29 \pm 2.00)\times10^{-2}$在1西格玛。
2019-06-14 gr-qc
Physics Engineering in the Study of the Pioneer Anomaly
先驱者10/11号航天器在深空进行了迄今为止最精确的导航。然而,他们从距离太阳20- 70天文单位的地方收到的无线电测量跟踪数据一直表明存在着一个小的、异常的多普勒频率漂移。漂移是一种蓝色的频率偏移,可以解释为每个特定航天器的向阳加速度a_P =(8.74 +/- 1.33)x 10^{-10} m/s^2。这个信号被称为先锋异常;这个异常的性质仍然无法解释。最近,新的先驱者10号和11号无线电测量多普勒和飞行遥测数据已经可用。与以前调查中使用的数据相比,新获得的多普勒数据集明显扩大,预计将成为调查异常的主要来源。此外,飞行遥测文件、原始项目文件和新开发的软件工具现在用于重建两个航天器的工程历史。在这一信息的帮助下,正在开发先锋号飞行器的热模型,以研究作用在这两个航天器上的热反冲力可能产生的作用。这些物理工程工作的最终目标是评估星载系统对航天器轨道的影响。
2007-10-01 gr-qc physics.gen-ph physics.space-ph
Global Time Distribution via Satellite-Based Sources of Entangled Photons
我们提出了一个基于卫星的方案,利用量子资源在全球各地的地面站之间进行时钟同步。我们称之为量子时钟同步(QCS)网络。通过详细的数值模拟,我们评估的可行性和能力,该计划的近期实施。我们考虑一个小型的纳米卫星星座,只配备了适度的资源。这些包括诸如自发参量下转换(SPDC)源、雪崩光电探测器(APD)之类的量子器件,以及诸如芯片级原子钟(CSAC)之类的中等稳定的板上时钟。在我们的模拟中,描述硬件的各种性能参数已经被选择,使得它们要么已经商业化,要么只需要适度的进步。我们的结论是,这样一个计划建立一个全球网络的地面时钟同步到亚纳秒级(高达几皮秒)的精度,将是可行的。这样的QCS卫星星座将构成未来量子网络的基础设施,能够作为全球可访问的纠缠资源。与此同时,我们的时钟同步协议提供了许多量子网络协议所需的亚纳秒级同步,因此,可以被视为为空间域中的量子技术增加了一层额外的实用性。
2022-09-29 gr-qc quant-ph
Testing gravitational redshift based on microwave frequency links onboard China Space Station
2022年,中国空间站(CSS)将配备稳定度分别为$2 \times 10^{-16}$和$8 \times 10^{-18}$的原子钟和光学钟,这为测试引力红移(GR)提供了一个极好的机会,其精度高于以往的结果。基于CSS与地面站的高精度频率链路,建立了GR的模型,并进行了仿真实验。仿真结果表明,该方法可以在$(0.27 \pm 2.15) \times10^{-7}$的精度水平上测试GR,比40多年前在飞行火箭上进行氢钟实验的结果高出两个数量级以上。
2022-04-26 astro-ph.IM gr-qc physics.geo-ph
Atomic Clock Ensemble in Space
ACES任务旨在利用国际空间站上的高精度原子钟和链路,检验广义相对论并开展基础物理研究,其飞行模型已完成关键测试,即将发射。
2024-11-05 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Time Domain Simulations of Arm Locking in LISA
臂锁定是为减少激光干涉仪空间天线(LISA)中的激光频率波动而提出的一种技术,LISA是一个对毫赫兹频率波段敏感的引力波观测站。臂锁定利用了构成LISA的三个航天器的三角星座的几何稳定性,以提供在LISA测量带中具有稳定性的频率基准,该稳定性超过了从标准基准(例如光学腔或分子吸收线)获得的稳定性。我们已经实现了一个时域仿真的臂锁定,包括预期的限制噪声源(散粒噪声,时钟噪声,航天器抖动噪声,和残留的激光频率噪声)。不完善的先验知识的LISA外差频率和相关的“拉”的臂锁定激光器的效果。我们发现,我们的实现满足要求的噪声和激光频率的动态范围。
2011-04-27 astro-ph.IM gr-qc
Gravitational redshift test with the future ACES mission
我们调查的性能即将到来的ACES(原子钟包围在空间)的空间任务方面的主要科学目标,引力红移的测试。虽然该测试的最终性能是由2-3 ppm的星上时钟的系统不确定性决定的,但我们确定在存在彩色现实噪声、数据间隙和轨道确定不确定性的情况下是否以及在何种条件下可以达到该极限。为此,我们开发了几种方法和软件工具来模拟和分析ACES数据。利用这些数据,我们发现,只需进行几次每次10-20天的测量,就可以达到2-3 ppm的目标不确定度,对轨道确定的要求相对较低,约为300 m。
2019-07-29 astro-ph.IM gr-qc
Detecting gravitational wave background with equivalent configurations in the network of space based optical lattice clocks
Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS(杭州高等研究院,UCAS);National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台);Wuhan University(武汉大学);CAS Key Laboratory of Theoretical Physics, Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院理论物理研究所);Taiji Laboratory for Gravitational Wave Universe (Beijing/Hangzhou), University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学太极引力波宇宙实验室(北京/杭州))
本文研究了光学晶格钟探测器网络用于检测随机引力波背景的方法,通过分析探测器几何对重叠减少函数的影响,提出了一种等效变换方案,并设计了可行的四艘航天器轨道配置,评估其灵敏度和噪声能量密度谱。
2026-04-28 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Gravitational Redshift Experiment with the Space Radio Telescope RadioAstron
利用射电天文望远镜,可以对广义相对论进行一次独特的检验。超稳定的星载氢脉泽频率标准和高偏心率的轨道使射电天文成为探测引力红移效应的理想仪器。在$\sim$ 24 hr时间尺度上发生的大的引力位变化引起星载H脉泽钟率的大的变化,通过与地面射电天文台安装的频率标准进行比较可以检测到这种变化。该实验需要特定的机载硬件操作模式,并需要能够连续跟踪航天器并配备8.4或15 GHz接收器的地面射电望远镜的支持。我们的初步估计表明,$\sim$需要空间射电望远镜30小时的观测时间才能达到测试中的$\sim 2\times10^{-5}$精度,这将比目前取得的最佳结果提高10倍。
2015-03-12 astro-ph.IM gr-qc physics.space-ph
Alternative approach to time-delay interferometry with optical frequency comb
University of Maryland, Baltimore County(马里兰大学巴尔的摩县分校);NASA Goddard Space Flight Center(美国宇航局戈达德太空飞行中心);Center for Research and Exploration in Space Science and Technology, NASA/GSFC(NASA/戈达德太空飞行中心空间科学与技术研究探索中心);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);University of Arizona(亚利桑那大学)
本文提出一种基于光学频率梳的时延干涉计量方法,利用载波-载波异频合频频率监测伪距时间导数,无需修改现有TDI框架,有效抑制激光和时钟的随机抖动及慢漂。
2026-05-15 astro-ph.IM gr-qc
Astrodynamical Space Test of Relativity using Optical Devices I (ASTROD I) - Mission Overview
ASTROD I是一系列ASTROD飞行任务中的第一个计划中的空间飞行任务,用于使用光学设备测试空间相对论。主要目标是:(i)测试广义相对论,与目前的结果相比,改进了三个数量级;(ii)测量太阳和太阳系参数,提高了精度;(iii)测试引力常量的恒定性,总体上加深对引力的理解。ASTROD飞行任务的最初想法可以追溯到上个世纪,当时激光物理和时间测量领域的新技术开始出现。ASTROD是一个得到广泛国际社会支持的飞行任务概念,涉及空间技术、基础物理学、高性能激光和时钟技术以及无阻力控制等领域。ASTROD I是一个单航天器概念,在航天器和地面激光测距站之间用脉冲激光测距进行测量,而ASTROD-GW计划是一个三航天器飞行任务,进行航天器间激光测距。ASTROD-GW将能够探测到频率低于eLISA/NGO带宽的引力波。作为第三步,具有更大轨道的超级ASTROD甚至可以探测原始引力波。本文概述了ASTROD I的基本原理。
2012-12-15 astro-ph.EP astro-ph.IM gr-qc
STE-QUEST Mission and System Design - Overview after completion of Phase-A
STE-QUEST是一项基础科学飞行任务,考虑在欧洲航天局(欧空局)宇宙愿景方案范围内发射。它的主要科学目标是通过测量地球、月球和太阳的引力红移以及以前所未有的精度检验弱等效原理来探索爱因斯坦广义相对论的各个方面。为了进行测量,该系统配备了一个航天器,该航天器配备了两个复杂的仪器,一个原子钟和一个原子干涉仪,一个地面部分,包括若干地面终端,并与现有的最佳地面原子钟搭配使用,以及通过微波和光学链路在空间和地面之间进行时钟比较。基线轨道偏心率很高,入射太阳通量变化很大,除了在高空精确定轨所遇到的困难外,这对热力和动力子系统构成了挑战。任务评估和定义阶段(阶段A)最近已经完成,本文给出了一些系统级结果的简要概述。
2014-01-25 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det