Após a bem-sucedida verificação em órbita do interferômetro "Taiji-1" em 2019, a equipe do Centro Experimental de Ondas Gravitacionais do Instituto de Mecânica da Academia Chinesa de Ciências (doravante denominado IM), atendendo aos requisitos de medição interferométrica a laser de ultra-alta precisão do "Projeto Taiji", projetou e implementou pela primeira vez uma plataforma óptica de interferômetro de função completa adequada ao "Projeto Taiji", concluindo testes de desempenho em solo e avaliação de ruído do sistema, abrindo caminho para a engenharia do interferômetro para detecção de ondas gravitacionais do "Projeto Taiji". Este é um marco importante na transição do sistema interferométrico do "Projeto Taiji" de protótipo conceitual para protótipo de engenharia. Os resultados foram publicados na revista internacional Research, uma colaboração entre a Associação Americana para o Avanço da Ciência e a Associação Chinesa de Ciência e Tecnologia.
O "Projeto Taiji" é um plano de detecção de ondas gravitacionais espaciais proposto pela Academia Chinesa de Ciências. O plano utiliza três satélites para formar um interferômetro a laser com braços de 3 milhões de quilômetros, detectando sinais de ondas gravitacionais na faixa de frequência de 0,1 milihertz a 1 hertz. Isso exige que o interferômetro tenha precisão de medição de distância em nível de picômetro, apresentando desafios sem precedentes para controle ambiental, desempenho instrumental e análise de ruído.
Para atender às necessidades reais de braços de milhões de quilômetros e precisão de medição em nível de picômetro, a equipe de pesquisa definiu as funções necessárias do modelo interferométrico e os requisitos de indicadores correspondentes, projetando com base nisso uma plataforma óptica de interferômetro de função completa. A plataforma adota inovadoramente um layout tridimensional de "separação direta e reversa", isolando efetivamente a influência de fontes de calor no caminho óptico e melhorando significativamente a estabilidade térmica do sistema no ambiente espacial. Além disso, o design é compatível com conexões de feixe vertical com telescópios e sensores inerciais, apresentando alta integridade funcional.
Com base na plataforma de interferometria a laser de precisão de picômetro do campus de Huairou, em Pequim, do IM, a equipe de pesquisa conduziu testes abrangentes de estabilidade e avaliação de ruído na plataforma óptica do interferômetro. Em relação às fontes de ruído, a equipe desenvolveu um método de supressão por pós-processamento de dados. Após a aplicação desse método, a estabilidade do sistema na faixa de frequência alvo melhorou em uma ordem de grandeza, e o desempenho já atende aos requisitos de indicadores do sistema interferométrico para a missão de detecção de ondas gravitacionais espaciais do "Projeto Taiji".