Vše, co potřebujete vědět o ESA LISA Pathfinder Mission

Za necelý měsíc zahájí Evropská kosmická agentura kosmickou sondu LISA Pathfinder, která položí základy pro odvážný plán výzkumu gravitačních vln ve vesmíru asi 20 let. Tato mise byla schválena v listopadu 2000 a 15 let trvalo, než se dostala k odpalovacímu zařízení. Zde je vše, co potřebujete vědět o tomto neuvěřitelně odvážném podniku.

LISA je zkratka pro Laser Interferometer Space Antenna. Celá mise je ve skutečnosti součástí větší koncepce - „vyvinuté LISA“ nebo eLISA - budovat a provozovat observatoř ve vesmíru, která může přímo studovat gravitační vlny. Účelem cesty je otestovat technologie, které budou do té doby používány pro eLISA že mise se spustí v roce 2034. Snaha bude nakonec stát ESA více než 420 milionů dolarů.

Mise LISA Pathfinder bude dávat dvě testovací hmoty do téměř dokonalého gravitačního volného pádu a měřit jejich pohyb, aby prokázala, že volně padající těla následují geodetiku - přímé linie v zakřiveném prostoru - v časoprostoru. To vyžaduje některé z nejpřesnějších sad přístrojů, které byly kdy vyrobeny, včetně nejmodernějších inerciálních senzorů, laserového metrologického systému, řízení bez přetažení a systému mikropohonů pro velmi přesný pohyb.

V případě, že to nezní dost úžasně, je toho víc.

Doposud vědci primárně studovali vesmír pozorováním elektromagnetických vln, jako je viditelné světlo, infračervené a ultrafialové světlo, rádiové vlny a rentgenové paprsky a paprsky gama. Cílem celého programu LISA je umožnit nám pozorovat vesmír detekcí gravitačních vln: vlnky v časoprostoru popsané teorií obecné relativity Alberta Einsteina. Existují všude kolem vesmíru, ale výzkumníci ho nikdy nezjistili. Přesné studium těchto vln - jen skutečně možné ve vakuu s nulovou gravitací - by mohlo konečně vrhnout světlo na mnoho fenoménů spacetime, o nichž víme stále jen málo, jako černé díry.

Kromě vědeckých důsledků existují velké technologické důvody, proč bude svět věnovat pozornost LISA Pathfinder. Inerciální snímače na sondě budou schopny sledovat pohyby, které jsou stejně malé jako 46 milimetrů. Když se plavidlo začne vzdalovat od své nulové polohy, řídicí systém aktivuje mikro-newtonové trysky - poprvé, kdy bude tento pohonný systém někdy používán ESA - k vycentrování plavidla.

Kromě toho bude detektor schopen detekovat pohyby zkušební hmoty tak malé, jako je jedna miliontina milimetru, a relativní pohyby obou testovaných hmot až na jednu tisícinu jedné miliontiny milimetru.

Když LISA Pathfinder konečně odstartuje 2. prosince, bude cestovat ven na halo orbitu 310,600 a široký 497,000 mil, 932,000 mil daleko od Země. Operační fáze mise by měla být asi šest měsíců, ale mohla by být prodloužena o další rok, aby mohla být provedena další měření týkající se obecné relativity.

Ačkoli tato mise možná nevytváří bzučení studie NASA o Marsu právě začíná, její důsledky by mohly být daleko více v oblasti výzkumu vesmíru a fyziky. Pokud jsou testy LISA Pathfinder úspěšné, znamená to, že budeme o krok blíž k tomu, abychom viděli, jak lidé budují observatoř, která je provozována ve vesmíru. Znamená to, že budeme schopni konečně pozorovat něco, o čem by mohl největší teoretik světa jen teoretizovat. Jen před dvěma desítkami let to bylo nemyslitelné. Do roku 2034 by mohla být (snad) realitou.