Изображение: ESA.
Европейское космическое агентство (ЕКА, англ. ESA) готовится к первому этапу серии экспериментов, которые должны привести к обнаружению гравитационных волн — возмущений в пространстве-времени, предсказанных Альбертом Эйнштейном в его общей теории относительности. В конце прошлого года в космос был запущен аппарат LISA Pathfinder и в настоящее время он достиг области пространства, где будет функционировать — орбиты вокруг точки Лагранжа L1.
Путь к виртуальной точке в полутора миллионах километров от нашей планеты, где притяжение Солнца и Земли уравновешивают друг друга, занял шесть недель. Для того чтобы попасть к месту назначения, зонд совершил серию манёвров — с низкой околоземной орбиты при каждом прохождении перигея он медленно поднимал апогей с помощью своих двигателей и 22 января достиг расчётной орбиты.
Путь LISA Pathfinder к точке Лагранжа L1 в видеоролике ЕКА:
По прибытии на место работы зонд разделился на две части — для исключения помех оборудованию от научного модуля была отделена основная силовая установка. Научный модуль оснащён микродвигателями на холодном газе — с их помощью было остановлено вращение зонда, и была достигнута его стабильность. Эти же микродвигатели предназначены для недопущения схода аппарата с орбиты, которая проходит в 500 000 — 800 000 км от точки Лагранжа L1.
Миссия LISA Pathfinder заключается в том, чтобы продемонстрировать технологическую возможность запустить в пространство две незакреплённые массы, защищённые космическим аппаратом, которые будут сохранять свои относительные позиции с такой точностью, которая необходима для дальнейшей реализации полноценной обсерватории для наблюдения гравитационных волн. Первоочередной целью зонда будет измерение отклонений движения от геодезических линий. Значительное количество экспериментов в гравитационной физике требуют измерения относительного ускорения между пробными телами в свободном падении.
LISA Pathfinder разместит два незакреплённых пробных тела в условиях почти идеального свободного падения, и будет контролировать и измерять их относительное движение с беспрецедентной точностью (до миллиардных долей миллиметра). Космический корабль будет защищать расположенные внутри него пробные тела от внешнего воздействия. Это будет самое спокойное место в Солнечной системе. Замки, удерживающие пробные тела, будут раскрываться в период с 3 по 16 февраля.
Очень точное отслеживание двух пробных тел с помощью оптической интерферометрии позволит учёным определить относительное ускорение двух пробных тел, расположенных на расстоянии 38 см друг от друга внутри одного космического аппарата. Концепция LISA Pathfinder заключается в создании экспериментально обоснованной физической модели всех возмущающих эффектов, таких как случайные внешние воздействия и влияние оптических измерений, которые ограничивают возможности изучения пробных тел в условиях идеального свободного падения. Измерения взаимного расположения таких тел должно быть усовершенствовано для следующей миссии (eLISA).
Контроль работы аппарата осуществляется с помощью двух наземных станций ЕКА — в Австралии и Аргентине. В разработке и проведении миссии участвуют европейские космические компании и исследовательские институты из Франции, Германии, Италии, Нидерландов, Испании, Швейцарии, Великобритании, а также американское космическое агентство NASA.
