Tras la exitosa verificación en órbita del interferómetro "Taiji-1" en 2019, el equipo del Centro de Experimentos de Ondas Gravitacionales del Instituto de Mecánica de la Academia de Ciencias de China (en adelante, el Instituto de Mecánica), en respuesta a los requisitos de medición interferométrica láser de ultra alta precisión del Proyecto Taiji, diseñó e implementó por primera vez una plataforma óptica de interferómetro adhesivo de funciones completas adecuada para el Proyecto Taiji, y completó las pruebas de rendimiento en tierra y la evaluación de ruido del sistema, allanando el camino para la ingenierización del interferómetro para la detección de ondas gravitacionales del Proyecto Taiji, y constituyendo un hito importante en la transición del sistema interferométrico del Proyecto Taiji de prototipo de principio a prototipo de ingeniería. Los resultados fueron publicados en la revista internacional Research, una colaboración entre la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia y la Asociación China para la Ciencia y la Tecnología.
El Proyecto Taiji es un esquema de detección de ondas gravitacionales espaciales propuesto por la Academia de Ciencias de China. El proyecto utiliza tres satélites para formar un interferómetro láser con brazos de 3 millones de kilómetros de longitud, detectando señales de ondas gravitacionales en el rango de frecuencia de 0,1 milihercios a 1 hercio. Esto exige que el interferómetro tenga una precisión de medición de distancia a nivel de picómetro, lo que plantea desafíos sin precedentes para el control ambiental, el rendimiento instrumental y el análisis de ruido.
Para satisfacer los requisitos reales de brazos de un millón de kilómetros y precisión de medición a nivel de picómetro, el equipo de investigación definió las funciones que debe poseer el modelo de interferómetro y los requisitos de indicadores correspondientes, y diseñó en consecuencia un conjunto de plataforma óptica de interferómetro de funciones completas. La plataforma adopta de manera innovadora un diseño tridimensional de "separación positiva y negativa", que aísla eficazmente la influencia de las fuentes de calor en la trayectoria óptica y mejora significativamente la estabilidad térmica del sistema en el entorno espacial. Al mismo tiempo, el diseño es compatible con las conexiones de haz vertical con telescopios y sensores inerciales, con alta integridad funcional.
Basándose en la plataforma de interferometría láser de precisión de picómetro del campus de Huairou en Beijing del Instituto de Mecánica, el equipo de investigación llevó a cabo pruebas integrales de estabilidad y evaluación de ruido de la plataforma óptica del interferómetro. En cuanto a las fuentes de ruido, el equipo desarrolló un método de supresión mediante procesamiento posterior de datos. Tras la aplicación de este método, la estabilidad del sistema en la banda de frecuencia objetivo mejoró en un orden de magnitud, y el rendimiento ya cumple con los requisitos de indicadores del sistema interferométrico para la misión de detección de ondas gravitacionales espaciales del Proyecto Taiji.