Viss, kas jums jāzina par ESA LISA Pathfinder misiju

Mazāk nekā mēneša laikā Eiropas Kosmosa aģentūra uzsāks LISA Pathfinder kosmosa zondi, lai izveidotu pamatu drosmīgam plānam pētīt gravitācijas viļņus kosmosā aptuveni 20 gadus no šī brīža. Misija tika apstiprināta 2000. gada novembrī, un palaišanas platformas sasniegšanai ir vajadzīgi 15 gadi. Šeit ir viss, kas jums jāzina par šo neticami drosmīgo uzņēmumu.

LISA ir īss par lāzera interferometra kosmosa antenu. Visa misija faktiski ir daļa no lielākas koncepcijas - „evolved LISA” vai eLISA, lai izveidotu un pārvaldītu kosmosa novērošanas centru, kas var tieši pētīt gravitācijas viļņus. Ceļveža mērķis ir pārbaudīt tehnoloģijas, kas līdz šim tiks izmantotas eLISA to misija sāksies 2034. gadā. Visbeidzot centieni ESA izmaksās vairāk nekā $ 420 miljonu dolāru.

LISA „Pathfinder” misija būs divu testēšanas masu gandrīz pilnīgā gravitācijas brīvā kritienā un izmēra to kustību mērīšanai, lai parādītu, ka brīvi krītošās virsmas atstarpes laikā seko ģeodēzijai - taisnām līnijām izliektā telpā. Lai to izdarītu, ir nepieciešami daži no visprecīzākajiem instrumentiem, kas jebkad ir būvēti, ieskaitot modernākos inerciālos sensorus, lāzera metroloģijas sistēmu, bezbloķēšanas kontroli un mikro-dzinējspēka sistēmu ultra-precīzai kustībai.

Gadījumā, ja tas nav pietiekami pārsteidzošs, tur ir vairāk.

Līdz šim zinātnieki vispirms ir pētījuši Visumu, vērojot elektromagnētiskos viļņus, piemēram, redzamu gaismu, infrasarkano staru un ultravioleto gaismu, radio viļņus un rentgenstarus un gamma starus. Visu LISA programmu mērķis ir ļaut mums novērot Visumu, atklājot gravitācijas viļņus: spraugas kosmosā, kas aprakstītas Alberta Einšteina vispārējās relativitātes teorijā. Tie pastāv visā visumā, bet pētnieki nekad nav tos atklājuši. Precīzi pētot šos viļņus - tikai patiešām iespējams nulles gravitācijas vakuumā - beidzot varēja izgaismot daudzas telpas laika parādības, par kurām mēs joprojām ļoti maz zinām, piemēram, melnās caurumi.

Papildus zinātniskajai ietekmei ir lieli tehnoloģiski iemesli, kāpēc pasaule pievērsīs uzmanību Pathfinder. Zondes inerciālie sensori varēs kontrolēt kustības, kas ir tik niecīgas kā 46 mm. Kad kuģis sāk pārvietoties no nulles pozīcijas, vadības sistēma aktivizē mikro-newtona dzinējspēkus - pirmo reizi ESA jebkad izmantos šo dzinējspēka sistēmu, lai centrētu kuģi.

Turklāt ceļš būs spējīgs noteikt testa masas kustības, kas ir mazas kā viena miljonā daļa milimetra, un abu testa masu relatīvās kustības līdz vienam tūkstošdaļai no milimetra vienas miljondaļas.

Kad LISA Pathfinder beidzot sāksies 2. decembrī, tas aizvedīs uz halo orbītu 310,600 un 497 000 jūdžu platumā, 932 000 jūdžu attālumā no Zemes. Misijas darbības posmam jābūt apmēram sešiem mēnešiem, bet to varētu pagarināt vēl uz vienu gadu, lai veiktu vairāk mērījumu saistībā ar vispārējo relativitāti.

Kaut arī šī misija varētu nesagatavot NASA veikto pētījumu par Marsu, tā ietekme uz kosmosa un fizikas pētījumiem var būt daudz dziļāka. Ja LISA Pathfinder testi ir veiksmīgi, tas nozīmē, ka būsim viens solis tuvāk, lai redzētu, ka cilvēki izveido novērošanas centru, kas darbojas kosmosā. Tas nozīmē, ka mēs spēsim beidzot novērot kaut ko, ko pasaules lielākais fiziķis varētu tikai teorētiski. Tikai pirms divām desmitgadēm tas bija neiedomājami. Līdz 2034. gadam tas varētu (cerams) būt realitātei.