Открытие гравитационных волн экспериментом LIGO в 2015 году вызвало волнение в научном сообществе. Первоначально предсказанное теорией общей теории относительности Эйнштейна, подтверждение этих волн (и двух последующих обнаружений) раскрыло давнюю космологическую загадку. В дополнение к изгибу ткани пространства-времени теперь известно, что гравитация также может создавать возмущения, которые могут быть обнаружены на расстоянии миллиардов световых лет.
Стремясь извлечь выгоду из этих открытий и провести новые и захватывающие исследования гравитационных волн, Европейское космическое агентство (ESA) недавно дало зеленый свет космической антенне лазерного интерферометра (LISA). Эта миссия, состоящая из трех спутников, которые будут измерять гравитационные волны непосредственно с помощью лазерной интерферометрии, станет первым космическим детектором гравитационных волн.
Это решение было объявлено вчера (вторник, 20 июня) во время заседания Научного программного комитета ЕКА (SPC). Его реализация является частью плана ESA Cosmic Vision - нынешнего цикла долгосрочного планирования агентства космических научных миссий - который начался в 2015 году и будет действовать до 2025 года. Он также соответствует желанию ESA изучить « невидимая вселенная », политика, которая была принята в 2013 году.
Для этого три спутника, составляющие созвездие LISA, будут развернуты на орбите вокруг Земли. Оказавшись там, они примут треугольное образование - на расстоянии 2,5 миллиона километров (1,55 миллиона миль) друг от друга - и пойдут по орбите Земли вокруг Солнца. Здесь, будучи изолированными от всех внешних воздействий, кроме гравитации Земли, они затем соединятся друг с другом лазером и начнут искать мелкие возмущения в ткани пространства-времени.
Подобно тому, как работает эксперимент LIGO и другие детекторы гравитационных волн, миссия LISA будет опираться на лазерную интерферометрию. Этот процесс состоит из пучка электромагнитной энергии (в данном случае, лазера), который разделяется на две части, а затем объединяется для поиска схем помех. В случае LISA, два спутника играют роль отражателей, а оставшийся является источником лазеров и наблюдателем лазерного луча.
Когда гравитационная волна проходит через треугольник, установленный тремя спутниками, длины двух лазерных лучей будут изменяться из-за пространственно-временных искажений, вызванных волной. Сравнивая частоту лазерного луча в обратном луче с частотой отправленного луча, LISA сможет измерить уровень искажения.
Эти измерения должны быть чрезвычайно точными, так как искажения, которые они ищут, влияют на структуру пространства-времени на самых маленьких уровнях - несколько миллионных долей миллиметра на расстоянии миллиона километров. К счастью, технология обнаружения этих волн уже была опробована миссией LISA Pathfinder, которая была развернута в 2015 году и завершит свою миссию в конце месяца.
В ближайшие недели и месяцы ЕКА рассмотрит план миссии LISA и выполнит оценку затрат. Если все пойдет по плану, миссия будет предложена для «принятия» до начала строительства, и ожидается, что она будет запущена к 2034 году. На том же заседании ЕКА также приняла еще одну важную миссию, которая будет искать экзопланеты в ближайшие годы ,
Эта миссия известна как PLAnetary Transits и колебания звезд, или PLATO, миссия. Как и Кеплер, эта миссия будет следить за звездами на больших участках неба, чтобы найти небольшие провалы в их яркости, которые вызваны перемещением планет между звездой и наблюдателем (то есть методом транзита). Первоначально выбранная в феврале 2014 года, эта миссия в настоящее время переходит от этапа разработки проекта к строительству и начнется в 2026 году.
Это захватывающее время для Европейского космического агентства. В последние годы она взяла на себя многочисленные усилия в надежде сохранить приверженность Европы постоянному присутствию в космосе. К ним относятся изучение «невидимой вселенной», наращивание миссий на Луну и Марс, поддержание приверженности Международной космической станции и даже создание преемника МКС на Луне!
