Европейское космическое агентство успешно запустило космический аппарат LISA Pathfinder, предназначенный для демонстрации технологии наблюдения гравитационных волн в космосе. Запуск состоялся на европейском космодроме в Куру, Французская Гвиана, на ракете Vega, в 4:04 по Гринвичу 3 декабря (22:04 EST 2 декабря) 2015 года.
Гравитационные волны - это пульсации в ткани пространства-времени, которые были предсказаны Альбертом Эйнштейном в его Общей теории относительности. Пока что, поскольку они чрезвычайно крошечные и невероятно слабые, гравитационные волны оказались неуловимыми. Технология, необходимая для их обнаружения, очень чувствительна, и поэтому ее было трудно понять, спланировать и построить.
Миссия LISA Pathfinder только тестирует технологию, чтобы увидеть, будет ли возможно обнаружить волны, вызванные гравитационным событием, таким как столкновение двух черных дыр, сверхновой звезды или звезды с шатким вращением.
Такое событие должно вызвать незначительное искажение в структуре пространства, и предсказано, что эти крошечные изменения должны быть обнаружимы. Однако точность, необходимая для обнаружения любых гравитационных волн, является необычайной. Пример того, как крошечные гравитационные волны: рябь, испускаемая парой орбитальных черных дыр, растянет линейку длиной в миллион километров на размер меньше атома.
LISA Pathfinder будет использовать специализированный лазер и интерферометр для измерения расстояния между двумя свободно плавающими золотоплатиновыми кубиками, которые будут выпущены в две отдельные вакуумные камеры на расстоянии 38 см друг от друга. Между этими камерами расположен детектор интерферометра. Кубики будут в эквиваленте свободного падения, и поэтому будут свободны от всех внешних и внутренних сил, действующих на них, кроме силы тяжести. Детекторы будут контролировать относительное положение кубов с высокой точностью. Эти испытания заложат основы для будущих обсерваторий гравитационных волн в космосе.
Смотрите видео ниже для подробного описания и визуализации работы LISA Pathfinder:
Помочь космическому аппарату оставаться стабильным - это первостепенное значение для обнаружения гравитационных волн, поэтому в этой миссии также проводится тестирование системы подавления возмущений НАСА (DRS), технологии движителя, которая позволяет непрерывно регулировать положение космического корабля так, чтобы система оставалась центрированной относительно тестовые кубики. Используя лазеры, положение свободно плавающих испытательных масс будет измеряться прибором интерферометра с точностью до 100 000 от ширины человеческого волоса.
Опять же, LISA Pathfinder не будет напрямую обнаруживать гравитационные волны, но продемонстрирует технологии, необходимые для их наблюдения. Теперь космический корабль будет проходить шестинедельный период ввода в эксплуатацию, когда он направляется к точке Лагранжа L1, примерно в 930 000 миль (1,5 миллиона километров) от Земли в направлении Солнца. Затем пройдет восемь месяцев демонстрации технологий.
Если все пойдет хорошо, будущая полномасштабная обсерватория космических кораблей могла бы использовать датчики того же типа, но они будут размещены на трех отдельных космических кораблях, разнесенных на 600 000 миль (1 миллион километров). Затем ученые могли бы измерить, как гравитационные волны изменяют расстояние между испытательными массами, что будет разницей в масштабе пикометров (один пикометр составляет одну триллионную часть метра).
Дополнительная информация: Информационный бюллетень ESA LISA Pathfinder, JPL,
