在物理学中，引力波是指时空弯曲中的涟漪，通过波的形式从辐射源向外传播，这种波以引力辐射的形式传输能量。在1916年，爱因斯坦基于广义相对论预言了引力波的存在。

引力波的测量困难得异乎寻常，虽然天体通过引力波释放的能量是惊人的，但因为它几乎不和物质相互作用，所以引力波总是“率性”而至，似乎什么都阻挡不住它的步伐，因此它包含着源的中心区域最核心的信息。可是，引力波的“率性”在带来核心信息的同时，也让探测极为困难。

1974年，物理学家约瑟夫·泰勒（JosephHootonTaylor,Jr）和拉塞尔·赫尔斯（RussellAlanHulse）发现了处于双星系统中的脉冲星，该双星系统会以引力波的形式损失能量，这间接证明了引力波的存在。泰勒和赫尔斯也因这项工作荣获1993年诺贝尔物理学奖。

2015年的时候，LIGO（激光干涉引力波天文台）9月14日探测到首个引力波信号，确证了引力波的存在。引力波的发现支持了相对论,支持了暴涨理论等,证明了黑洞的存在及其性质。引力波也给我们提供了了解宇宙的另外一个全新维度。使我们了解宇宙开端的真相成为可能。

那一次观测到的引力波后来被证实是13亿光年外的两个黑洞合体产生的，后来以光速传播，13亿年以后终于到了地球。

我们要知道望远镜有局限性，只能够观测传到地球上的电磁波（光也算电磁波），很多时候会被黑洞吞噬或者被星际尘埃挡住，而引力波就不会。能够观测引力波，意味着人类可以观测到宇宙初期的状态！

所以各个国家都开展了对引力波的观测项目，我国主要有三个大型引力波探测项目，一个是由中科院胡文瑞院士和吴岳良院士作为首席科学家的太极计划；另外一个太空计划是由中山大学罗俊院士领衔的“天琴计划”，它将位于地球之上的10万公里轨道处，三个卫星的间距也是大约在10万公里之上。第三个是由中科院高能物理研究所主导的“阿里实验计划”，阿里实验计划是在计划在我国西藏的阿里地区放置一个小型但具有大视场的射电望远镜，从地面上聆听原初引力波的音符。

而近日举办的2020中国航天大会上，中科院院士吴岳良公布了我国空间引力波探测的最新进展：我国计划在2033年完成3颗卫星的发射，形成等边三角形的布局来进行引力波探测。

LIGO由两条长度4公里且互相垂直的干涉臂构成。激光束沿每条干涉臂传播，并被反射镜反射。引力波的经过会导致干涉臂臂长发生微弱变化，激光束的传播时间也发生变化并产生所谓的干涉条纹。LIGO就是要测量这种极其微弱的变化。

与之相比，“太极”将位于太空中，干涉臂臂长即卫星间距——300万公里。LIGO的激光束需要在专门建造的真空腔体中传播。而“太极”本身就处于真空环境下，激光束直接在卫星之间传播。

“太极”的每颗卫星均携带两套星间激光干涉测距系统。这样，3颗卫星一共可形成6条激光干涉链路，它们之间两两干涉形成“V”型激光干涉链路，因此可同时进行3组引力波探测实验。并独立实现相互验证。

因为要建成一个宇宙空间探测引力波的超精密测量系统，而这对太极卫星的技术提出了很高的要求，很多指标都是国际上最精密、最灵敏的极限指标。

卫星要搭载高精度激光干涉测距系统，在300万公里距离测量由引力波造成的皮米级的距离变化。要知道，皮米是纳米的千分之一。

除此之外，卫星载荷还要处于无拖曳控制状态精确感知外力变化，无拖曳控制是指抵消除引力外所有干扰卫星的力，包括太阳光压力、大气阻力等，确保卫星处于“超静超稳”状态。

2020年的时候，天琴一号卫星已经成功完成无拖曳控制飞行验证。在加速度模式下，实施无拖曳控制后“天琴一号”卫星外部干扰力对加速度的影响，降到了重力加速度的四亿分之一以下，在位移模式下，实施无拖曳控制后，外部干扰力对卫星与内部惯性基准之间相对距离的影响，控制在30纳米以内，相当于成人头发丝直径的四千分之一。目前中国正在攻克多自由度系统的无拖曳控制算法等关键技术。

可以说，太极计划不仅将帮助我国向空间引力波探测迈出了坚实的一步，而且还将极大程度提升我国卫星技术，促进我国航空航天发展。