“非牛顿引力实验检验的关键技术验证”，仅从实验名称看，在此次天舟一号上的科学实验中就非常抢眼。由华中科技大学引力中心所承担的这一实验，是一个有关牛顿万有引力定律检验的空间基础物理实验，可以为引力理论的研究提供重要的实验依据，具有十分重要的科学意义。

在这个实验中，一个核心的关键技术是静电悬浮加速度计。此次实验主要利用天舟一号货运飞船的空间环境，对高精度静电悬浮加速度计进行在轨试验。试验结果将进一步为空间站开展“空间等效原理实验检验”、“非牛顿引力实验检验”、“空间引力波探测”等相对论与引力物理实验奠定技术基础，具有重要支撑作用。

静电悬浮加速度计

高精度静电悬浮加速度计可以理解为非常精密的弱力测量装置，通常地球重力加速度为9.8m/s2，而静电悬浮加速度计在轨测量航天器的微小加速度，其分辨本领可以达到10-10m/s2，即相当于把加速度测量到了小数点后第10位。

空间引力实验就需要这样的微小弱力或加速度测量装置，而且高精度空间加速度计作为弱力测量传感器或者惯性参考是必不可少的关键载荷之一。例如，空间近距离非牛顿引力实验检验，主要目的是为统一四种相互作用、探寻新的相互作用的理论研究等提供实验依据，其中需要测量两个物体近距离下的牛顿万有引力，静电悬浮加速度计便可以实现这样的功能。再如，空间等效原理实验主要目的是利用空间环境检验爱因斯坦等效原理是否成立，其基本原理即利用两个高精度差分静电加速度计进行测量。此外，空间引力波探测主要针对更为低频的引力波信号，主要方法是利用长基线激光干涉仪对两个高精度惯性传感器之间的距离进行精密测量，也离不开高精度惯性传感器静电悬浮加速度计。

静电悬浮加速度计在国际上是一个新出现的加速度测量技术，目前在国际上只有法国等一些发达国家掌握了这一尖端技术，并且对我国高度保密。华中科技大学引力实验中心从2000年开始，经过15年持续攻关，从理论方法、关键技术、性能测试、产品研制及其应用等方面开展了系统研究，分别完成了原理样机、工程样机和飞行产品的研制。这一具有完全自主知识产权的静电悬浮加速度计，其性能指标达到了国际同类产品的水平。

静电悬浮加速度计在引力实验中的实验精度受限于航天器振动噪声的干扰。在天舟一号货运飞船上，搭载了中科院空间应用工程与技术中心的主动隔振系统，可用于隔离飞船的振动噪声，这刚好为静电悬浮加速度计提供了一个很好的实验平台。

题图来源：采访对象提供 题图说明：非牛顿引力实验检验装置探头盒（左）和电控盒（右） 图片编辑：徐佳敏