Všetko, čo potrebujete vedieť o misii ESA LISA Pathfinder Mission

Za necelý mesiac Európska vesmírna agentúra spustí vesmírnu sondu LISA Pathfinder, ktorá položí základy pre odvážny plán na výskum gravitačných vĺn vo vesmíre asi 20 rokov. Misia bola schválená v novembri 2000 a 15 rokov trvalo, kým sa dostala na trh. Tu je všetko, čo potrebujete vedieť o tomto neuveriteľne odvážnom podniku.

LISA je skratka pre Laser Interferometer Space Antenna. Celá misia je vlastne súčasťou väčšej koncepcie - „vyvinutá LISA“ alebo eLISA - vybudovať a prevádzkovať observatórium v ​​priestore, ktoré dokáže priamo študovať gravitačné vlny. Účelom cesty je otestovať technológie, ktoré sa v čase použijú pre eLISA že Misia sa začne v roku 2034. Toto úsilie bude nakoniec stáť ESA viac ako 420 miliónov dolárov.

Misia LISA Pathfinder bude dávať dve testovacie hmotnosti do takmer dokonalého gravitačného voľného pádu a merať ich pohyb, aby preukázala, že voľne padajúce telá sledujú geodetiku - rovné čiary v zakrivenom priestore - v časopriestore. To si vyžaduje niektoré z najpresnejších zostáv, ktoré boli kedy postavené, vrátane najmodernejších inerciálnych snímačov, laserového metrologického systému, kontroly bez ťahu a systému mikropohonov pre veľmi presný pohyb.

V prípade, že to nebolo dosť úžasné, je toho viac.

Až doteraz vedci skúmali vesmír pozorovaním elektromagnetických vĺn, ako sú viditeľné svetlo, infračervené a ultrafialové svetlo, rádiové vlny a röntgenové lúče a žiarenie gama. Zmyslom celého programu LISA je umožniť nám pozorovať vesmír detegovaním gravitačných vĺn: vlnky v časopriestore načrtnuté teóriou všeobecnej relativity Alberta Einsteina. Existujú všade okolo vesmíru, ale výskumníci ho nikdy priamo nezistili. Presné štúdium týchto vĺn - len skutočne možné vo vákuu s nulovou gravitáciou - by mohlo konečne vrhnúť svetlo na mnohé fenomény spacetime, o ktorých ešte stále vieme veľmi málo, ako sú čierne diery.

Okrem vedeckých dôsledkov existujú veľké technologické dôvody, prečo bude svet venovať pozornosť LISA Pathfinder. Inerciálne senzory na sonde budú schopné monitorovať pohyby, ktoré sú rovnako malé ako 46 milimetrov. Keď sa plavidlo začne vzdialiť od svojej nulovej polohy, riadiaci systém aktivuje mikro-newtonové rakety - prvýkrát, čo ESA tento systém pohonu vôbec použije - na vycentrovanie plavidla.

Okrem toho bude detektor schopný detegovať pohyby testovacej hmoty tak malé, ako je jedna milióntina milimetra, a relatívne pohyby oboch testovaných hmotností až do jednej tisíciny jednej milióntiny milimetra.

Keď LISA Pathfinder konečne začne 2. decembra, bude cestovať von na halo orbitu 310.600 a 497.000 míle široký, 932.000 míľ ďaleko od Zeme. Operačná fáza misie by mala byť približne šesť mesiacov, ale mohla by sa predĺžiť o ďalší rok, aby sa mohli vykonať ďalšie merania týkajúce sa všeobecnej relativity.

Aj keď táto misia nemusí vytvárať bzučanie štúdie NASA o Marse sa práve teraz, jeho dôsledky by mohli byť oveľa hlbšie na výskum vesmíru a fyziky. Ak sú testy LISA Pathfinder úspešné, znamená to, že budeme o krok bližšie k tomu, aby sme videli, ako ľudia vytvárajú observatórium, ktoré funguje vo vesmíre. Znamená to, že budeme schopní konečne pozorovať niečo, o čom by mohol najväčší fyzik sveta len teoretizovať. Len pred dvoma desaťročiami to bolo nemysliteľné. Do roku 2034 by mohla byť (dúfam) realitou.