|
Строительство гравитационно-волновой обсерватории в космосе
|
|
|
|
LISA, космическая антенна лазерного интерферометра, прошла серьезную проверку: вся концепция — от определения общей миссии и операций до создаваемого космического оборудования — выдержала тщательную проверку рецензентов ЕКА. Теперь Комитет научной программы космического агентства (SPC) подтвердил, что LISA достаточно зрела и что разработка миссии может идти по плану. LISA должна выйти на орбиту в середине 2030-х годов. Карстен Данцманн, руководитель Консорциума LISA, Института гравитационной физики Макса Планка и Ганноверского университета Лейбница, сказал: «Благодаря решению о принятии LISA теперь прочно утвердилась в программе миссий ЕКА. Мы с нетерпением ждем возможности реализовать LISA в тесном сотрудничестве. ЕКА, НАСА, государств-членов ЕКА и более широкого Консорциума LISA». Кэрол Манделл, директор по науке ЕКА, сказала: «Эта новаторская миссия выведет нас на новый уровень в действительно захватывающей области космической науки и позволит европейским ученым оставаться на переднем крае исследований гравитационных волн».
|
|
|
|
Успешная проверка принятия миссии LISA и ее принятие Комитетом научной программы ЕКА 25 января стали формальным завершением фазы исследования. Теперь LISA перейдет к этапу внедрения. Великобритания принимает активное участие в миссии LISA, внося значительный вклад в аппаратное обеспечение, а также в наземную обработку и анализ данных. Космическое агентство Великобритании (UKSA) в принципе согласилось на участие в миссии. Центр астрономических технологий Великобритании (UK ATC) в сотрудничестве с Университетом Глазго возглавляет вклад Великобритании в аппаратное обеспечение LISA — проектирование и строительство сверхточных оптических стендов, которые лежат в основе каждого космического корабля LISA. Оптические стенды отправляют и принимают лазерные лучи между космическими кораблями LISA и объединяют их вместе, чтобы генерировать сигналы, содержащие признаки гравитационных волн, а британская команда разработала инновационную роботизированную систему, которая поможет в их создании.
|
|
|
Их работа будет основываться на проектировании и изготовлении под руководством Университета Глазго оптического стенда для миссии LISA Pathfinder, которая была запущена в космос в 2015 году для проверки технологии перед полной миссией LISA. Успех LISA Pathfinder, превзошедший все ожидания, помог подготовить почву для завершения проверки принятия миссии. Юэн Фитцсаймонс, главный исследователь британского оборудования, входящего в LISA, в УВД Великобритании, сказал: «Внедрение LISA — очень волнующий момент для нас, и здорово видеть, что миссия переходит к этапу внедрения, что приближает нас на один шаг к запуску. ... Уникальная технология интеграции роботов, разработанная нашей командой, изменила наши возможности по созданию оптических стендов, имеющих решающее значение для расшифровки тайн гравитационных волн в космосе». Профессор Гарри Уорд из Школы физики и астрономии Университета Глазго возглавил разработку оптической скамьи для LISA Pathfinder, благодаря которой команда из Глазго получила в 2016 году премию сэра Артура Кларка за космические достижения в академических исследованиях. Он сыграл ключевую роль в разработке запланированного вклада Великобритании в LISA.
|
|
|
|
Он сказал: «Я рад, что десятилетия исследований и разработок LISA и LISA Pathfinder, проводимых здесь, в Великобритании, по всей Европе и в США, привели к важной вехе принятия миссии. «Миссия LISA откроет новую захватывающую возможность обнаружить в космосе гравитационные волны, которые невозможно обнаружить здесь, на Земле, что позволит нам узнать больше о ранее скрытых аспектах Вселенной. Я с нетерпением жду встречи с командой LISA в Университете. Институт гравитационных исследований сыграет важную роль в создании оптических систем, которые станут основой LISA». Ученые из Университета Бирмингема, Университета Глазго, Университета Портсмута, Университета Саутгемптона и Кембриджского университета работают над решением важных задач в области анализа и моделирования данных LISA в рамках наземного сегмента науки LISA. В качестве первой в своем роде миссии разработка надежных методов извлечения гравитационно-волновых сигналов из данных и понимания их свойств будет иметь важное значение для максимизации научной отдачи от миссии.
|
|
|
|
Альберто Веккио, профессор астрофизики в Университете Бирмингема и главный исследователь вклада Великобритании в наземный сегмент науки LISA, сказал: «LISA — это уникальная космическая обсерватория, которая точно картирует эволюцию Вселенной, отслеживая образование пар и слияния черные дыры от тысяч до миллионов солнечных масс. «LISA раскроет эти космические танцы на самом краю Вселенной и откроет десятки тысяч компактных объектов, о которых мы сегодня ничего не знаем. Это будет захватывающее дух путешествие по космосу со множеством сюрпризов. На многие годы Великобритания находится в авангарде моделирования источников гравитационных волн и разработки сложных методов анализа для миссии, и мы очень рады работать с нашими коллегами со всего мира, чтобы обеспечить успех LISA». LISA станет первой гравитационно-волновой обсерваторией в космосе. Он будет состоять из трех космических аппаратов, запускаемых на одной ракете. Во время своего 18-месячного путешествия к своему новому дому в 60–70 миллионах километров от Земли космические корабли будут расходиться, пока не достигнут своих конечных позиций, образуя равносторонний треугольник на расстоянии 2,5 миллионов километров друг от друга.
|
|
|
|
Эти три космических корабля будут передавать друг другу лазерные лучи туда и обратно, сигналы объединяются для поиска сигнатур гравитационных волн, возникающих в результате искажений пространства-времени. LISA будет обнаруживать гравитационное излучение в еще неисследованном диапазоне частот от 0,1 мГц до 1 Гц — волны, которые не могут быть обнаружены наземными детекторами. Волны этого диапазона частот создаются при столкновении и слиянии двух массивных черных дыр, в миллион и более раз тяжелее нашего Солнца, скрывающихся в центрах далеких, еще формирующихся галактик. LISA будет внимательно следить за этими слияниями на протяжении всей истории Вселенной, напрямую исследуя пока неизвестное происхождение и рост массивных черных дыр. Уникальной особенностью LISA является обнаружение гравитационных волн от звездных черных дыр, кружащихся вокруг массивных частиц в ядрах галактик, с целью исследования геометрии пространства-времени и проверки гравитации в его основе.
|
|
|
|
LISA также обнаружит большое количество двойных и множественных компактных объектов в нашей галактике Млечный Путь, чтобы рассказать нам об эволюции звездных двойных систем и «увидеть» галактику за пределами Галактического центра, включая множество объектов, невидимых для всех других астрономических инструментов. Короче говоря, используя в качестве сигналов только гравитацию, LISA дополнит наши знания о начале, эволюции и структуре нашей Вселенной. Базовая технология измерения LISA была успешно продемонстрирована в космосе в ходе миссии ESA LISA Pathfinder (LPF), в которой участвовало НАСА. LPF продемонстрировал, что можно поместить испытательные массы в свободное падение на поразительном уровне и что изысканная метрология, необходимая для LISA, соответствует требованиям.
|
|
|
|
Источник
|
