องค์การอวกาศยุโรปให้ความคืบหน้าการก่อสร้างสำหรับภารกิจคลื่นความโน้มถ่วงของ LISA – Physics World

องค์การอวกาศยุโรปให้ความคืบหน้าการก่อสร้างสำหรับภารกิจคลื่นความโน้มถ่วงของ LISA – Physics World

Time Stamp: 1 กุมภาพันธ์ 2024 10:55 น.

ความประทับใจของศิลปินต่อ LISA
ระลอกคลื่นในอวกาศ: LISA จะประกอบด้วยดาวเทียมที่เหมือนกันสามดวงที่วางอยู่ในรูปสามเหลี่ยมด้านเท่าในอวกาศ โดยแต่ละด้านของรูปสามเหลี่ยมจะเท่ากับ 2.5 ล้านกิโลเมตร ซึ่งมากกว่าระยะห่างระหว่างโลกกับดวงจันทร์มากกว่าหกเท่า (เอื้อเฟื้อโดย EADS Astrium)

พื้นที่ องค์การอวกาศยุโรป (สพท.) ได้รับการอนุมัติอย่างเป็นทางการแล้ว จุดเริ่มต้นของการก่อสร้างภารกิจคลื่นความโน้มถ่วงในอวกาศ ทำงานบนเสาอากาศอวกาศ Laser Interferometer (LISA) จะเริ่มในเดือนมกราคม 2025 เมื่อพันธมิตรอุตสาหกรรมได้รับเลือกให้สร้างงานฝีมือดังกล่าว LISA ซึ่งคาดว่าจะมีมูลค่า 1.5 พันล้านยูโร คาดว่าจะเปิดตัวในปี 2035 และเปิดดำเนินการเป็นเวลาอย่างน้อยสี่ปี

คลื่นความโน้มถ่วงคือการบิดเบือนของกาล-อวกาศที่เกิดขึ้นเมื่อวัตถุขนาดใหญ่ เช่น หลุมดำ ถูกเร่ง พวกเขาถูกตรวจพบครั้งแรก ในปี 2016 โดยนักวิจัยที่ทำงานเกี่ยวกับหอดูดาวคลื่นความโน้มถ่วง Advanced Laser Interferometer (อลิโก) ซึ่งตั้งอยู่ในเมืองแฮนฟอร์ด รัฐวอชิงตัน และเมืองลิฟวิงสตัน รัฐลุยเซียนา

LISA เป็นหอดูดาวคลื่นความโน้มถ่วงที่ประกอบด้วยดาวเทียมสามดวงที่เหมือนกัน พวกมันจะถูกวางไว้ในรูปสามเหลี่ยมด้านเท่าในอวกาศ โดยแต่ละด้านของรูปสามเหลี่ยมจะมีความยาว 2.5 ล้านกิโลเมตร ซึ่งมากกว่าระยะห่างระหว่างโลกกับดวงจันทร์มากกว่าหกเท่า

ยานทั้งสามลำจะส่งลำแสงเลเซอร์หากันผ่านลูกบาศก์สีทองที่ลอยอย่างอิสระ ซึ่งแต่ละอันเล็กกว่าลูกบาศก์รูบิกเล็กน้อยซึ่งวางไว้ภายในยาน ระบบจะสามารถวัดการแยกระหว่างลูกบาศก์จนถึงขนาดอะตอมฮีเลียมได้ การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในระยะห่างระหว่างลำแสงเลเซอร์ที่วัดได้จะบ่งชี้ว่ามีคลื่นโน้มถ่วงอยู่

แม้ว่าเครื่องมือภาคพื้นดินสามารถรับคลื่นความโน้มถ่วงที่มีความถี่ตั้งแต่ 10-XNUMX Hz ถึง XNUMX KHz แต่ภารกิจในอวกาศสามารถตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงที่มีความถี่ระหว่าง XNUMX-4-10-1 Hz จากการรวมตัวกันของหลุมดำมวลมหาศาล

“ต้องขอบคุณสัญญาณเลเซอร์ที่เดินทางได้ไกลมากบน LISA และความเสถียรที่ยอดเยี่ยมของอุปกรณ์ของมัน เราจะตรวจสอบคลื่นความโน้มถ่วงที่มีความถี่ต่ำกว่าที่เป็นไปได้บนโลก และเปิดเผยเหตุการณ์ในระดับที่แตกต่างกัน ตลอดทางกลับไปสู่รุ่งอรุณ ของเวลา” หมายเหตุ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Nora Lützgendorfซึ่งเป็นหัวหน้านักวิทยาศาสตร์โครงการของ LISA

วิสัยทัศน์ของจักรวาล

เมื่อวันที่ 25 มกราคม คณะกรรมการโครงการวิทยาศาสตร์ของ ESA ได้นำ LISA มาใช้อย่างเป็นทางการ โดยถือว่าแนวคิดภารกิจและเทคโนโลยีนั้น "ก้าวหน้าเพียงพอ"

การตัดสินใจครั้งนี้ได้รับความช่วยเหลือจากผลของการ ลิซ่า ผู้เบิกทาง, ซึ่งเปิดตัวในปี 2015 ในภารกิจสองปีเพื่อสาธิตเทคโนโลยีสำคัญที่จำเป็นสำหรับ LISA

LISA Pathfinder ประกอบด้วยมวลทดสอบ 2 กก. จำนวน 38 ชิ้นที่ทำจากทองคำและแพลตตินัมที่ลอยอย่างอิสระภายในยาน และแยกออกจากกัน 20 ซม. นอกจากนี้ โพรบยังประกอบด้วยแท่นฉายแสงขนาด 20 × 22 ซม. ซึ่งมีกระจก XNUMX บานและตัวแยกลำแสง เพื่อวัดความเบี่ยงเบนในการเคลื่อนไหวด้วยความแม่นยำถึงหนึ่งในล้านล้านเมตร

ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2016 ESA ประกาศว่า LISA Pathfinder แสดงให้เห็นว่าภารกิจของ LISA นั้นเป็นไปได้ ตัวอย่างเช่นในปี 2017 นักวิทยาศาสตร์ได้แสดงให้เห็นว่า มวลทดสอบบนยานอวกาศสามารถแยกออกได้สำเร็จ จากแรงไฟฟ้าสถิต

LISA เป็นส่วนหนึ่งของ ESA วิสัยทัศน์ของจักรวาล แผนระยะยาวสำหรับวิทยาศาสตร์อวกาศ ในปี พ.ศ. 2013 ESA ระบุว่า "จักรวาลคลื่นความโน้มถ่วง" เป็นธีมสำหรับภารกิจขนาดใหญ่ลำดับที่สาม

ในปี พ.ศ. 2017 LISA ได้รับเลือกให้เป็นภารกิจชั้นใหญ่ลำดับที่ XNUMX อีกสองภารกิจคือ นักสำรวจดวงจันทร์น้ำแข็งของดาวพฤหัสซึ่ง เปิดตัวเมื่อวันที่ 14 เมษายน 2023 และ กล้องโทรทรรศน์ขั้นสูงสำหรับดาราศาสตร์ฟิสิกส์พลังงานสูงซึ่งมีกำหนดเปิดตัวในปี 2037

ประทับเวลา:

เพิ่มเติมจาก โลกฟิสิกส์