2017年4月9日下午,清华大学第三十五届“挑战杯”学生课外学术科技作品竞赛(以下简称“挑战杯”竞赛)终审在五教落幕。经过激烈角逐,由来自太阳新城、物理、航院等院系的同学组成的“天格计划”学生团队,凭借项目“空间分布式引力波暴电磁对应体探测网”,从86个作品中脱颖而出,夺得本届挑战杯特等奖。该项目紧密结合了γ辐射探测的我系本科基础知识和引力波电磁对应体探测的科学目标,很好地践行了理工结合的交叉创新。
来自我系的温家星、郑煦韬和物理系龙翔云在进行“挑战杯”终审答辩
本届“挑战杯”竞赛,从2016年11月份开始,共收到来自31个院系的381件作品,共计1000余人次参与比赛。其中28件交叉学科专场作品以及20件团体作者专场作品。经过院系一审、校级二审和校级终审,共有6件作品获得本届“挑战杯”竞赛特等奖。“天格计划”是团体作者专场和基础科学分类中唯一获得特奖的项目。
“天格计划”学生团队由来自我系、物理系、航院和外文系等多个院系的30余名同学组成。我系2013级本科生温家星任队长。物理系2013级本科生马司政、航院2014级本科生杨昊光和我系2014级本科生杨东锌任小组组长,分别负责科学模拟论证、卫星平台和有效载荷等方面的工作。
该项目的背景,源于LIGO首次探测到引力波。引力波探测未来会成为人类观测宇宙的新窗口,开启引力波天文的新时代。通过引力波,人们可以测量某些传统天文很难达到的精度和灵敏度,比如致密天体的质量、自旋等。但引力波天文必须和电磁波天文相结合,才能最大限度地提高人们对天体物理过程的认知。如何探测引力波暴的电磁对应体,成为目前天文学中的前沿课题。根据理论预言,中子星并和事件既可以产生引力波暴,又可以产生电磁波暴,两者的共同探测,会对短伽马射线暴的物理机制做出严格的限制。针对这一科学目标,“天格计划”应运而生。
针对近邻宇宙中子星并和事件(短伽马射线暴)在伽马射线波段明亮且稀有的特点,该团队提出利用立方星平台搭载先进闪烁体探测器,通过卫星组网实现全天覆盖和有效定位的方案,即“天格计划“。该项目已完成了完整的科学论证设计报告,成功研制卫星原型系统,所得成果得到了相关领域专家的认可。团队将在目前的基础上争取后续支持,进一步推动项目发展。
“天格计划”示意图
卫星概念设计及地面原型系统