Zatwierdzenie europejskiej misji wykrywania zmarszczek kosmicznych

Jedna z najbardziej ambitnych i kosztownych misji kosmicznych, jakie kiedykolwiek podjęła Europa, właśnie dostała oficjalne zielone światło.

Antena kosmiczna interferometru laserowego (Lisa) będzie próbowała wykryć zmarszczki w strukturze czasoprzestrzeni powstające w wyniku zderzenia gigantycznych czarnych dziur.

Te fale grawitacyjne będą wykrywane przez trzy statki kosmiczne strzelające do siebie laserami w odległości 2,5 miliona kilometrów (1,5 miliona mil).

Koszt sięgnie miliardów.

Naukowcy uważają, że badanie fal grawitacyjnych pomoże odpowiedzieć na ważne pytania dotyczące funkcjonowania i historii wszechświata.

Urzędnicy Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) spodziewają się budżetu w wysokości 1,75 miliarda euro (1,5 miliarda funtów; 1,9 miliarda dolarów), przy dodatkowym wkładzie państw członkowskich, w tym Niemiec, Francji, Włoch, Wielkiej Brytanii, Holandii i Szwajcarii. Kluczowym partnerem będzie także NASA.

Choć jest to duża suma, stanowi ona koszt w całym okresie eksploatacji, a złożoność misji oznacza, że ​​zostanie ona wystrzelona najwcześniej w 2035 roku.

Dyrektor naukowa ESA, profesor Carol Mundell, porównała koszt, jaki ponosi każdy obywatel Europy, do kosztu filiżanki kawy i wyraziła nadzieję, że zgodzą się z nią, że stanowi to doskonały stosunek jakości do ceny.

„Próbujemy rozwiązać kilka wielkich tajemnic fizyki” – powiedziała BBC.

„Jak możemy wyjść poza ogólną teorię względności Einsteina (jego teorię grawitacji)? Jak możemy zbadać naturę czasoprzestrzeni? Jak rozumiemy najbardziej gwałtowne zderzenia we wszechświecie, pomiędzy supermasywnymi czarnymi dziurami? Można więc łączą w sobie coś, co wygląda na science fiction i inżynierię naukową: „I czynimy z tego fakt naukowy”.

Fale grawitacyjne są przewidywaniem równań Einsteina.

Są to fale energii rozprzestrzeniające się po wszechświecie z prędkością światła, gdy masy przyspieszają.

Historia trwa

To były fale Po raz pierwszy odkryto go w laboratoriach ziemskich w 2015 roku. Powstały w wyniku zbieżności czarnych dziur o masie kilka razy większej niż nasze Słońce.

Wyprawa w przestrzeń kosmiczną z detektorami umożliwiłaby badaczom wykrycie zjawisk o znacznie dłuższych falach.

Profesor Harry Ward z Uniwersytetu w Glasgow w Wielkiej Brytanii powiedział: „Wszystko zależy od rozmiaru. W przypadku Lisy mówimy o wyczuciu spotkania czarnych dziur o masach milionów, a nawet miliardów mas naszego Słońca.”

Naukowcom szczególnie zależy na badaniu tych masywnych obiektów, ponieważ ich powstawanie i ewolucja wydają się ściśle powiązane z galaktykami, w których się znajdują, zatem badanie ich właściwości ujawni szczegóły dotyczące powstawania we wszechświecie masywnych struktur, które widzimy na niebie. data.

Na Ziemi fale grawitacyjne są wykrywane na podstawie zakłóceń, jakie powodują na drodze światła laserowego przechodzącego przez 4-kilometrowe tunele w kształcie litery L.

LISA zastosuje tę samą zasadę, ale wystrzeli swoje promienie na znacznie większą odległość i pomiędzy trzema identycznymi statkami kosmicznymi ustawionymi w trójkącie równobocznym.

Konieczna jest niesamowita precyzja pomiaru, ponieważ chociaż fale pochodzą z masywnych źródeł, ich sygnał jest niewielki – zaledwie ułamki szerokości atomu.

Naukowcy mówią o pikometrach, które stanowią jedną bilionową metra.

„Jeśli powiększymy skalę, będzie to równoznaczne z zmierzeniem zmiany odległości do Alfa Centauri z grubsza na grubość kartki papieru” – powiedział dr Euan Fitzsimmons z Brytyjskiego Centrum Technologii Astronomicznej (UK ATC). Alfa Centauri obejmuje najbliższy Ziemi układ gwiazd, oddalony o ponad cztery lata świetlne.

Prace nad Lisą trwają od dziesięcioleci i przeżyły wiele wzlotów i upadków, zwłaszcza przy zaangażowaniu Amerykanów. Wchodzili i wychodzili, ale teraz całkowicie powrócili i wprowadzą ważne technologie, w tym lasery.

Komitet Programu Naukowego ESA wybrał LISA jako misję kandydującą w 2017 r. Od tego czasu personel techniczny agencji, przy wsparciu europejskiego przemysłu i środowiska akademickiego, bada, czy misja jest rzeczywiście możliwa. Pozytywna ocena umożliwiła teraz delegatom ESA oficjalne „przyjęcie” projektu.

Brytyjska Agencja Kosmiczna zaoferowała swoje wsparcie pomimo zastrzeżenia, że ​​do Skarbu Jego Królewskiej Mości nie przedłożono jeszcze studium wykonalności. Decyzja ta zostanie podjęta wkrótce i spodziewana jest przed końcem roku, po czym ESA będzie starała się o ogłoszenie przetargów na duże kontrakty przemysłowe w całej Europie.

Wielka Brytania ma zapewnić na statku kosmicznym tzw. siedzenia optyczne. Są to układy luster, które otaczają promienie światła lasera, dzięki czemu można dokładnie obserwować ich zachowanie. Jedno z głównych centrów dystrybucji danych będzie również zlokalizowane w Wielkiej Brytanii.

W czwartek zatwierdzono również posiedzenie SPC Koncepcja misji na Wenus nazywa się Wizualizacja.