Вчера в европейском космическом центре во Французской Гвиане была завершена сборка головной части ракеты «Вега». На 7:15 мск 2 декабря запланирован запуск на орбиту экспериментального научного спутника LISA Pathfinder, цель которого – продемонстрировать работоспособность технологий, необходимых для поиска гравитационных волн методом лазерной интерферометрии в космосе.

Гравитационные волны – одно из последних предсказаний Общей теории относительности, которые пока не удалось подтвердить экспериментально. Упрощенно говоря, гравитационные волны представляют собой распространяющиеся с определенной скоростью флуктуации пространства, которые создаются массивными объектами. Косвенно в пользу существования этого явления свидетельствуют наблюдения эволюции двойных радиопульсаров, но для уверенности ученым необходимо зарегистрировать сигнал напрямую. Проблема заключается в том, что возможностей даже самых чувствительных современных детекторов не достаточно для того, чтобы зафиксировать очень слабый эффект воздействия гравитационных волн на среду.

Существуют различные наземные установки для поиска гравитационных волн, например детектор LIGO в США или VIRGO в Европе. В марте 2014 года американские ученые, работающие с детектором BICEP2 в Антарктиде, объявили, что обнаружили в реликтовом излучении Вселенной свет с B-модой поляризации, что указывает на существование гравитационных волн. Увы, год спустя открытие было подвергнуто сомнению.

Существует концепция первого космического детектора гравитационных волн – лазерного интерферометра eLISA (Evolved Laser Interferometer Space Antenna), состоящего из связанных в сеть трех космических аппаратов. Он сможет находить гравитационные волны, создаваемые сверхмассивными черными дырами, напрямую измеряя «длину» их рукавов. Чтобы исключить влияние негравитационных сил и солнечного ветра, научная аппаратура космических аппаратов будет «плавать» внутри контейнеров без жесткого закрепления на платформе. Для измерения расстояния между спутниками и их координат спутников потребуются сверхточные датчики. Кроме того, необходимо управлять ориентацией космических аппаратов с очень высокой точностью. Проект является назвать крайне сложным с технической точки зрения. Из-за этого – а также из-за недофинансирования – его реализация может состояться только в 2030-х годах.

Целью аппарата LISA Pathfinder станет не поиск гравитационных волн как таковых, а проверка некоторых технологий, необходимых для проекта eLISA. На нем планируется отработать последние технологии по минимизации влияния внешних сил на научные приборы. Эта система получила название DFACS – Drag-Free Attitude Control System (безинерционная система управления положением). С ее помощью аппарат будет поддерживать свое положение относительно двух золото-платиновых массовых имитаторов научных приборов, на которые не должны воздействовать никакие внешние силы. Аккуратная ориентация в пространстве будет обеспечиваться газовыми рулевыми двигателями, разработанными для телескопа Gaia.

LISA Pathfinder имеет массу 1910 кг. Дорога до рабочей орбиты вокруг Солнца в точке Лагранжа L1 и период предварительных проверок оборудования займут три месяца. На научные операции отведено полгода.

Космическая лента

Обсудить