بعد نجاح التحقق المداري لمقياس التداخل "تايجي-1" في عام 2019، قام فريق مركز تجارب موجات الجاذبية في معهد الميكانيكا التابع للأكاديمية الصينية للعلوم (يشار إليه فيما يلي باسم "المعهد")، استجابةً لمتطلبات قياس التداخل الليزري فائق الدقة في مشروع "تايجي"، بتصميم وتنفيذ منصة بصرية كاملة الوظائف لمقياس تداخل ضوئي-لاصق مناسبة لمشروع "تايجي" لأول مرة، مع إكمال الاختبارات الأرضية الشاملة وتقييم الضوضاء للنظام، مما مهد الطريق لتطوير مقياس التداخل في مشروع "تايجي" لرصد موجات الجاذبية، ويُعد هذا إنجازًا بارزًا في تحول نظام مقياس التداخل بمشروع "تايجي" من النموذج الأولي إلى النموذج الهندسي. وقد نُشرت النتائج ذات الصلة في المجلة الدولية "Research" الصادرة عن الجمعية الأمريكية لتقدم العلوم بالتعاون مع الجمعية الصينية للعلوم والتكنولوجيا.

مشروع "تايجي" هو خطة صينية لرصد موجات الجاذبية في الفضاء اقترحتها الأكاديمية الصينية للعلوم. تعتمد الخطة على ثلاثة أقمار صناعية لتشكيل مقياس تداخل ليزري بطول ذراع يبلغ 3 ملايين كيلومتر، لرصد إشارات موجات الجاذبية في نطاق تردد يتراوح بين 0.1 ملي هرتز و1 هرتز. ويتطلب ذلك أن يتمتع مقياس التداخل بدقة قياس على مستوى البيكومتر، مما يشكل تحديات غير مسبوقة للتحكم البيئي وأداء الأجهزة وتحليل الضوضاء.

ولتلبية المتطلبات الفعلية لطول الذراع الذي يصل إلى ملايين الكيلومترات ودقة القياس على مستوى البيكومتر، حدد فريق البحث الوظائف المختلفة التي يجب أن يتمتع بها نموذج مقياس التداخل ومؤشرات المتطلبات المقابلة لها، وبناءً على ذلك صمم منصة بصرية كاملة الوظائف لمقياس التداخل. تعتمد المنصة بشكل إبداعي تخطيطًا ثلاثي الأبعاد يفصل بين الاتجاهين الموجب والسالب، مما يعزل بشكل فعال تأثير مصادر الحرارة على المسار البصري، ويحسن بشكل ملحوظ الاستقرار الحراري للنظام في البيئة الفضائية. وفي الوقت نفسه، يتوافق هذا التصميم مع توصيلات الحزم الضوئية العمودية مع التلسكوب وأجهزة الاستشعار بالقصور الذاتي، ويتمتع بدرجة عالية من الاكتمال الوظيفي.

وبالاعتماد على منصة قياس التداخل الليزري بدقة البيكومتر في حديقة هوايرو ببكين التابعة للمعهد، أجرى فريق البحث اختبارات استقرار شاملة وتقييمًا للضوضاء على المنصة البصرية لمقياس التداخل. وفيما يتعلق بمصادر الضوضاء، طور الفريق منهجية معالجة لاحقة للبيانات لقمعها. وبعد تطبيق هذه المنهجية، تحسن استقرار النظام في نطاق التردد المستهدف بمقدار مرتبة من حيث الحجم، وأصبح الأداء يلبي متطلبات المؤشرات لنظام مقياس التداخل في مهمة رصد موجات الجاذبية الفضائية ضمن مشروع "تايجي".