Wszystko, co musisz wiedzieć o misji ESA LISA Pathfinder

W ciągu niecałego miesiąca Europejska Agencja Kosmiczna uruchomi sondę kosmiczną LISA Pathfinder, aby położyć podwaliny pod odważny plan badania fal grawitacyjnych w przestrzeni kosmicznej za jakieś 20 lat. Misja została zatwierdzona w listopadzie 2000 r., A osiągnięcie startera zajęło 15 lat. Oto wszystko, co musisz wiedzieć o tym niesamowicie odważnym przedsięwzięciu.

LISA to skrót od Laserowej Interferometru Kosmicznego. Cała misja jest w rzeczywistości częścią większej koncepcji - „ewoluował LISA” lub eLISA - w celu zbudowania i obsługi obserwatorium w przestrzeni kosmicznej, które może bezpośrednio badać fale grawitacyjne. Celem poszukiwacza jest przetestowanie technologii, które zostaną wykorzystane do eLISA do tego czasu że misja rozpoczyna się w 2034 r. Ostatecznie kosztem ESA będzie ponad 420 milionów dolarów.

Zadaniem LISA Pathfinder będzie umieszczenie dwóch mas testowych w niemal idealnym grawitacyjnym swobodnym spadku i pomiar ich ruchu, aby wykazać, że swobodnie spadające ciała podążają za geodezjami - liniami prostymi w zakrzywionej przestrzeni - w czasoprzestrzeni. Wymaga to jednego z najbardziej precyzyjnych zestawów instrumentów, jakie kiedykolwiek zbudowano, w tym najnowocześniejszych czujników bezwładnościowych, systemu metrologii laserowej, kontroli bez przeciągania i układu mikro-napędu zapewniającego bardzo precyzyjny ruch.

W przypadku, gdyby nie brzmiało to wystarczająco zadziwiająco, jest ich więcej.

Do tej pory naukowcy badali przede wszystkim wszechświat obserwując fale elektromagnetyczne, takie jak światło widzialne, światło podczerwone i ultrafioletowe, fale radiowe oraz promienie rentgenowskie i gamma. Celem całego programu LISA jest umożliwienie nam obserwowania wszechświata poprzez wykrywanie fal grawitacyjnych: zmarszczki w czasoprzestrzeni nakreślone przez teorię ogólnej teorii względności Alberta Einsteina. Istnieją w całym wszechświecie, ale nigdy nie zostały bezpośrednio wykryte przez badaczy. Dokładne zbadanie tych fal - możliwe tylko w próżni zerowej grawitacji - może wreszcie rzucić światło na wiele zjawisk czasoprzestrzennych, o których wciąż niewiele wiemy, takich jak czarne dziury.

Poza implikacjami naukowymi istnieją duże powody technologiczne, dla których świat będzie zwracał uwagę na LISA Pathfinder. Czujniki bezwładnościowe sondy będą w stanie monitorować ruchy, które mają zaledwie 46 milimetrów. Gdy statek zaczyna oddalać się od swojej pozycji zerowej, system sterowania uruchamia silniki sterujące mikro-niutonami - po raz pierwszy ten system napędowy będzie kiedykolwiek używany przez ESA - do centrowania jednostki.

Dodatkowo, pathfinder będzie w stanie wykryć ruchy masy testowej tak małej jak jedna milionowa milimetra, a względne ruchy dwóch mas testowych do jednej tysięcznej jednej milionowej milimetra.

Kiedy LISA Pathfinder w końcu wystartuje 2 grudnia, wyruszy na orbitę halo 310 600 i szerokość 497 000 mil, z odległości 932 000 mil od Ziemi. Faza operacyjna misji powinna wynosić około sześciu miesięcy, ale można ją przedłużyć o kolejny rok, aby przeprowadzić więcej pomiarów związanych z ogólną teorią względności.

Chociaż ta misja może nie generować szumu, który NASA bada na Marsie, jej implikacje mogą być znacznie głębsze w badaniach kosmosu i fizyki. Jeśli testy LISA Pathfinder zakończą się sukcesem, oznacza to, że będziemy o krok bliżej do zobaczenia, jak ludzie budują obserwatorium działające w kosmosie. Oznacza to, że będziemy w stanie wreszcie zaobserwować coś, o czym największy fizyk na świecie mógłby tylko teoretyzować. Zaledwie dwie dekady temu było to nie do pomyślenia. Do 2034 r. Może to być (miejmy nadzieję) rzeczywistość.