Après la validation en orbite réussie de l'interféromètre « Taiji-1 » en 2019, l'équipe du Centre d'expérimentation des ondes gravitationnelles de l'Institut de mécanique de l'Académie des sciences de Chine (ci-après dénommé l'Institut de mécanique), répondant aux exigences de mesure interférométrique laser à ultra-haute précision du projet Taiji, a conçu et réalisé pour la première fois une plateforme optique interférométrique opto-adhésive à pleines fonctions adaptée au projet Taiji, et a achevé les tests de performance au sol et l'évaluation du bruit du système, ouvrant ainsi la voie à l'ingénierie de l'interféromètre pour la détection des ondes gravitationnelles du projet Taiji. Il s'agit d'une étape importante dans la transition du système interférométrique du projet Taiji, du prototype de principe au prototype d'ingénierie. Les résultats ont été publiés dans la revue internationale Research, coéditée par l'Association américaine pour l'avancement des sciences et l'Association chinoise pour la science et la technologie.
Le projet Taiji est un programme de détection des ondes gravitationnelles spatiales proposé par l'Académie des sciences de Chine. Ce programme utilise trois satellites pour former un interféromètre laser d'une longueur de bras de 3 millions de kilomètres, détectant les signaux d'ondes gravitationnelles dans la plage de fréquences de 0,1 millihertz à 1 hertz. Cela exige une précision de mesure de distance au niveau du picomètre pour l'interféromètre, posant des défis sans précédent en matière de contrôle environnemental, de performance instrumentale et d'analyse du bruit.
Pour répondre aux exigences réelles d'une longueur de bras de l'ordre du million de kilomètres et d'une précision de mesure au niveau du picomètre, l'équipe de recherche a clarifié les fonctions nécessaires du modèle interférométrique et les exigences d'indicateurs correspondantes, et a conçu en conséquence une plateforme optique interférométrique à pleines fonctions. La plateforme adopte de manière innovante une disposition tridimensionnelle de « séparation positive-négative », isolant efficacement l'influence des sources de chaleur sur le trajet optique et améliorant considérablement la stabilité thermique du système dans l'environnement spatial. Parallèlement, cette conception est compatible avec les connexions de faisceaux verticaux avec le télescope et les capteurs d'inertie, offrant une grande intégrité fonctionnelle.
S'appuyant sur la plateforme laser interférométrique à précision picométrique du parc de Huairou de l'Institut de mécanique à Pékin, l'équipe de recherche a mené des tests complets de stabilité et une évaluation du bruit sur cette plateforme optique interférométrique. Concernant les sources de bruit, l'équipe a développé une méthode de suppression par post-traitement des données. Après application de cette méthode, la stabilité du système dans la bande de fréquences cible a été améliorée d'un ordre de grandeur, et les performances répondent désormais aux exigences d'indicateurs du système interférométrique pour la mission de détection des ondes gravitationnelles spatiales du projet Taiji.