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洞、中子星等天體合併產生的引力波。
干涉臂長度
- LISA：由三個相隔250萬公里的航天器組成等邊三角形，臂長達到百萬公里級。
- 地面引力波探測器：如LIGO的干涉臂長為4公里，處女座干涉臂長3公里，臂長相對較短。
探測目標
- LISA：能夠觀測到質量更大、距離更遠、演化更慢的引力波源系統，可用於研究宇宙早期超大質量黑洞的形成和演化、星系的合併等。
- 地面引力波探測器：側重於探測恆星級天體的劇烈碰撞和合並事件，如雙黑洞合併、雙中子星合併等，研究這些事件中天體的性質和物理過程。
觀測環境
- LISA：位於太空中，不受地球大氣、地震等地面環境因素的干擾，能更穩定地進行觀測，但面臨太空輻射、微流星體撞擊等風險。
- 地面引力波探測器：需要採取複雜的隔振、真空等技術手段來減少地面環境干擾，如建設在偏遠地區、採用懸掛式干涉臂等。
技術難度
- LISA：涉及到高精度的航天器控制、鐳射遠距離傳輸和干涉測量等技術，工程技術難度高。
- 地面引力波探測器：需要解決的主要技術難題是在地面環境下實現超高精度的鐳射干涉測量和對微弱訊號的探測。
LISA的三個航天器主要透過以下方式保持相互間的精準距離：
軌道設計與控制
- 特殊軌道佈局：三個航天器位於地球繞太陽的公轉軌道上，彼此相距約250萬公里，形成等邊三角形。這種佈局有助於減少地球引力對測量結果的干擾。
- 軌道調整與維持：透過航天器上的推進系統，根據地面控制中心的指令，實時調整航天器的軌道引數，使其保持在預定軌道上，確保相互間的距離穩定。
鐳射干涉測量與反饋控制
- 鐳射測距與監測：利用鐳射干涉技術，測量三個航天器之間的絕對距離和微小距離變化，可測量到厘米級的絕對距離和皮米級的小時尺度波動。
- 實時反饋與調整：根據鐳射干涉測量得到的距離資訊，透過航天器上的微推進器等裝置，對航天器的位置和姿態進行微調，保持相互間的精準距離。
航天器設計與技術保障
- 高精度儀器裝置：配備高精度的望遠鏡、反射鏡、感測器等裝置，確保鐳射發射、接收和測量的
