Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

Laser Interferometer Space Antenna LISA це запланований космічний зонд для виявлення та точного вимірювання гравітаційни

Evolved Laser Interferometer Space Antenna

Evolved Laser Interferometer Space Antenna

Laser Interferometer Space Antenna (LISA) — це запланований космічний зонд для виявлення та точного вимірювання гравітаційних хвиль — збурень гравітаційного поля, що спричинені гравітаційною дією рухомих тіл. LISA стане першою спеціальною гравітаційно-хвильовою обсерваторією космічного базування. Його метою є вимірювання гравітаційних хвиль безпосередньо за допомогою лазерної інтерферометрії. Концепція LISA складається з трьох космічних кораблів, розташованих у вершинах рівностороннього трикутника зі сторонами 2,5 млн км, які летять по геліоцентричній орбіті. Відстань між супутниками точно контролюється для виявлення гравітаційної хвилі, що проходить.

image
Художнє бачення концепції LISA

Проект LISA розпочався як спільна робота NASA та Європейського космічного агентства (ESA). Однак у 2011 році NASA оголосило, що не зможе продовжувати партнерство з Європейським космічним агентством у рамках LISA через обмеження фінансування. Проект є визнаним експериментом CERN (RE8). Зменшений проект, спочатку відомий як Нова обсерваторія гравітаційних хвиль (NGO), був запропонований як один із трьох великих проектів у довгострокових планах ESA. У 2013 році ESA обрало «Гравітаційний Всесвіт» як тему для одного з трьох великих проектів у 2030-х роках, згідно з якими воно зобов’язалося запустити космічну обсерваторію гравітаційних хвиль.

У січні 2017 року LISA було запропоновано як місію-кандидата. 20 червня 2017 року запропонована місія отримала свою чітку мету до 2030-х років і була затверджена як одна з головних дослідницьких місій ESA.

25 січня 2024 року місія LISA була офіційно затверджена ESA. Це означає, що концепція і технологія місії достатньо розвинені, щоб можна було розпочати будівництво космічного апарату та його приладів.

Місія LISA призначена для прямого спостереження гравітаційних хвиль - викривлень простору-часу, що переміщуються зі швидкістю світла. Гравітаційні хвилі, що проходять, дуже слабко стискають і розтягують простір. Вони викликаються енергетичними подіями у Всесвіті і, на відміну від будь-якого іншого випромінювання, можуть безперешкодно проходити через масивні тіла. Запуск LISA розширить пізнання Всесвіту вченими та дозволить їм вичати явища, які неможливо спостерігати в електромагнітному спектрі.

Потенційними джерелами сигналів є злиття масивних чорних дір у центрі галактик, масивних чорних дір, навколо яких обертаються маленькі компактні об’єкти подвійні компактні зорі та, можливо, інші джерела космологічного походження, такі як космологічний фазовий перехід, що відбувся одразу після Великого вибуху, та спекулятивні астрофізичні об’єкти, такі як космічні струни та інше.

Історія

Спочатку це був спільний проєкт ESA та НАСА, який мав назву LISA (від Laser Interferometer Space Antenna). 2008 року ESA повідомила про те, що проєкт перебуває на стадії розробки з попередньою датою запуску між 2015 та 2025 роками. Місія була однією з двох великих космічних програм, запланованих до реалізації впродовж 2010-х. Планувалося, що за 16 місяців після запуску апарати вийдуть на задані позиції та будуть працювати впродовж 2 років.

Однак на початку 2011 року НАСА повідомило, що залишає проєкт через брак коштів, виділених Конгресом. ЄКА змінило назву проєкту на «evolved Laser Interferometer Space Antenna (eLISA)». Тепер це третій за масштабом космічний проєкт ESA (після JUICE та [en]). Він розвивається спільними зусиллями восьми європейських країн за участі окремих фахівців зі США.

Докладне опрацювання проєкту мало тривати до 2020 року. Зокрема, у грудні 2015 року запущено космічний апарат-прототип LISA Pathfinder. Промислову реалізацію повномасштабного проєкту передбачено розпочати 2024 року, а його запуск заплановано на 2034 рік.

Опис місії

Основною науковою метою місії LISA є виявлення та спостереження гравітаційних хвиль, що створюються астрономічними джерелами, такими як масивні чорні діри і компактні подвійні зоряні системи. LISA спостерігатиме за гравітаційними хвилями, вимірюючи диференціальні зміни в довжині своїх плечей, які визначаються за допомогою лазерної інтерферометрії. Кожен із трьох космічних апаратів LISA містить два телескопи, два лазери та дві тестові маси (кубики розміром 46 мм, виготовлені зі щільного немагнітного сплаву золота та платини, масою приблизно 2 кг), розташовані у двох оптичних вузлах, спрямованих на два інших космічні апарати. Таким чином, три космічні апарати утворюють два незалежні інтерферометри Майкельсона, кожен з яких зосереджений на одному з космічних апаратів, а досліджувані маси визначають кінці плечей. Вся система, яка в десять разів більша за орбіту Місяця, буде розміщена на геліоцентричній орбіті на такій же відстані від Сонця, що й Земля, але відстаючи від Землі на 20 градусів орбіти. Нахил орбітальних площин трьох космічних апаратів відносно екліптики становить 0,33 градуса, що призводить до того, що площина трикутного утворення нахилена до екліптики під кутом 60 градусів. Середня лінійна відстань між утворенням і Землею становитиме 50 мільйонів кілометрів.

Щоб усунути негравітаційні сили, такі як світловий тиск і сонячний вітер, що діють на тестові маси, кожен космічний апарат сконструйовано як супутник з нульовим опором. Тестова маса вільно плаває всередині, фактично, перебуваючи у вільному падінні, тоді як космічний апарат навколо неї поглинає всі ці локальні негравітаційні сили. Потім, використовуючи ємнісні датчики для визначення положення космічного апарату відносно маси, дуже точні двигуни регулюють космічний апарат так, щоб він слідував за масою, утримуючи себе в центрі навколо маси.

Довжина плеча

Довжина плеча інтерферометра визначає частотний діапазон, в якому LISA може робити спостереження. Чим довші плечі, тим чутливіший детектор до довгоперіодичних гравітаційних хвиль, але якщо плечі набагато коротші за хвилі, то чутливість детектора до хвиль зменшується і їх вимірювання стає неточним. Оскільки супутники знходяться у вільному польоті, відстань між ними легко регулюється перед запуском, при цьому верхні межі визначаються розмірами телескопів, необхідних на кожному кінці інтерферометра (які обмежені розміром обтічника ракети-носія) та іншими факторами, що обмежує тривалість життя місії. Іншим залежним від довжини фактором, який необхідно компенсувати, є "кут випередження" між вхідним і вихідним лазерними променями. Телескоп повинен отримувати вхідний промінь з місця, де кілька секунд тому був його партнер, але відправляти вихідний промінь туди, де його партнер буде через кілька секунд.

В оригінальній пропозиції 2008 року довжина плеча LISA була 5 млн км. У 2013 році в LISA було запропоновано зменшити плечі до 1 млн км. Та, зрештою, у 2017 році була схвалена пропозиція довжини плеча у 2,5 млн км.

Принцип виявлення

image
Вигляд посилених ефектів + ​​поляризованої гравітаційної хвилі (стилізовано) на лазерних плечах LISA.

Як і більшість сучасних обсерваторій гравітаційних хвиль, LISA заснована на лазерній інтерферометрії. Її три супутники утворюють гігантський інтерферометр Майкельсона, в якому два супутники-відбивачі відіграють роль рефлекторів, а один «головний» супутник — джерела та спостерігача. Коли гравітаційна хвиля проходить через інтерферометр, довжини двох плечей LISA змінюються через просторово-часові спотворення, спричинені хвилею. Коливання відстані вимірюються з точністю до 40 пм (усереднене за одну секунду), що в поєднанні з великою відстанню між космічними апаратами дозволяє LISA виявляти деформації, спричинені гравітаційними хвилями з високою точністю. На практиці LISA вимірює відносний фазовий зсув між одним локальним лазером і одним віддаленим лазером за допомогою інтерференції світла. Порівняння спостережуваної частоти лазерного променя (зворотний промінь) і локальної частоти лазерного променя (відправлений промінь) визначає параметри хвилі. Принцип лазерно-інтерферометричних міжсупутникових вимірювань відстані був успішно реалізований у лазерному інтерферометрі GRACE Follow-On.

На відміну від наземних гравітаційно-хвильових обсерваторій, LISA не може тримати свої руки "заблокованими" в положенні на фіксованій довжині. Натомість відстані між супутниками значно змінюються на орбіті щороку, і детектор повинен відстежувати відстань, що постійно змінюється, детектуючи мільйони довжин хвиль, на які відстань змінюється щосекунди. Потім сигнали розділяються в частотній області: зміни з періодами менше доби є сигналами, що становлять інтерес, тоді як зміни з періодами місяць і більше не мають значення.

З цих технічних причин LISA не може використовувати високоточні резонансні порожнини Фабрі–Перо та системи рециркуляції сигналу, які використовують наземні детектори, що обмежує точність вимірювання довжини. Однак, оскільки довжина плеча у LISA в мільйон разів більша, то й зсуви, які можна виявити, відповідно, більші.

LISA Pathfinder

Тестова місія ESA під назвою LISA Pathfinder (LPF) була запущена в 2015 році для перевірки технології, необхідної для розміщення тестової маси в (майже) ідеальних умовах вільного падіння. LPF складається з одного космічного апарату з одним із плечей інтерферометра LISA, укороченим приблизно до 38 см (15 дюймів), щоб він помістився всередині одного космічного апарату. Космічний апарат досяг сваєї робочої точки на геліоцентричній орбіті в точці Лагранжа L1 22 січня 2016 року, де на нього було виведено корисне навантаження. Наукові дослідження розпочалися 1 березня 2016 року. Мета LPF полягала в тому, щоб продемонструвати рівень шуму в 10 разів вищий, ніж необхідний для LISA. Однак LPF значно перевищив цю ціль, наблизившись до рівня шуму вимог LISA. Місія завершилася 30 червня 2017 року, успішно продемонструвавши технологію побудови майбутньої обсерваторії гравітаційних хвиль ESA в космосі: LISA.

Технологія

image
Принцип вимірювання LISA

LISA складається з трьох супутників, які розміщені у формі рівностороннього трикутника. Вони слідуватимуть за Землею на віддалені близько 52 мільйонів кілометрів. Кожен із супутників складається з двох рухомих оптичних збірок, мета яких бути постійно направленими на інші два супутники. Кожна зі збірок містить телескоп, оптичну систему інтерферометра та тестову масу.

У кожній зі сторін цього трикутника відбувається подвійне вимірювання фази (яка є пропорційною відстані між супутниками). Окрім того, оскільки сонячний вітер та сонячне світло справляють на супутники значний негравітаційний вплив, кожен супутник нестиме так звану «пробну (тестову) масу». Вона не буде закріплюватись усередині супутника, а перебуватиме у вільному стані. Тобто окрім вимірювання відстані між супутниками додатково буде відбуватись вимірювання фази (відстані) між супутником і тестовою масою. Сигнал суми змін фаз між тестовими масами — супутник, супутник-супутник, супутник-тестова маса надалі аналізується на присутність сигналу гравітаційних хвиль.

Методом вимірювання фази є гетеродинна інтерферометрія. Потужний пучок (близько 1.5 Вт) з довжиною хвилі 1.064 мкм посилається до іншого супутника через чотирьохдзеркальний телескоп. Водночас тим же телескопом приймається пучок від іншого супутника (близько 500 пВт) в іншій поляризації та з дещо іншою довжиною хвилі (суть гетеродинної інтерферометрії). Вимірювання фази інтерференції отриманого і локального пучка (3 мВт) виконується за допомогою синхронного підсилювача.

Загальний огляд

Інтерферометр Майкельсона має L-подібну форму з двома плечима, на кінці кожного з яких розташоване дзеркало, в центрі розташоване джерело світла, променеподілювач та суматор. Для формування плечей інтерферометра потрібно три апарати, по одному в кожен кут, утворюваний плечима інтерферометра. Кожен супутник матиме дві оптичні системи, спрямовані на два аналогічні апарати (під кутом 60 градусів між ними). Таким чином, трьома однаковими апаратами буде утворено два незалежних інтерферометри. Це спрощує створення, тестування та розгортання системи, оскільки всі три апарати ідентичні між собою. Також це зумовить більшу точність отриманих у майбутньому даних: розташування у вигляді рівностороннього трикутника сприятиме більшій чутливості під час вимірювання гравітаційних хвиль.

Для усунення сил негравітаційного походження, таких як тиск світла та сонячний вітер, кожен апарат сконструйований за концепцією космічних апаратів із вбудованою системою мікрокорекції орбіти, так звані zero-drag satellites. Космічний апарат захищатиме від стороннього впливу пробне тіло, яке вільно розміщене в нього всередині. Кінець кожного плеча інтерферометра в апараті визначається дзеркальною поверхнею, відлитою зі сплаву платини та золота у співвідношенні 25 до 75%[]. Для вимірювання позиції пробного тіла відносно апарату застосовуватимуться конденсатори, а на борту буде встановлено прецизійні двигуни для корекції траєкторії супутника.


Див. також

Джерела

  1. . eLISA Consortium. Архів оригіналу за 5 грудня 2013. Процитовано 12 листопада 2013.
  2. . eLISA Consortium. Архів оригіналу за 5 грудня 2013. Процитовано 12 листопада 2013.
  3. LISA on the NASA website. NASA. Процитовано 12 листопада 2013.
  4. . NASA/US Federal Government. Архів оригіналу за 3 березня 2011. Процитовано 4 березня 2011.
  5. . The CERN Scientific Committees. CERN. Архів оригіналу за 13 червня 2019. Процитовано 21 січня 2020.
  6. RE8/LISA: The Laser Interferometer Space Antenna. The CERN Experimental Programme. CERN. Процитовано 21 січня 2020.
  7. Amaro-Seoane, Pau; Aoudia, Sofiane; Babak, Stanislav; Binétruy, Pierre; Berti, Emanuele; Bohé, Alejandro; Caprini, Chiara; Colpi, Monica; Cornish, Neil J (21 червня 2012). Low-frequency gravitational-wave science with eLISA/NGO. Classical and Quantum Gravity. 29 (12): 124016. arXiv:1202.0839. Bibcode:2012CQGra..29l4016A. doi:10.1088/0264-9381/29/12/124016.
  8. Selected: The Gravitational Universe ESA decides on next Large Mission Concepts [ 2016-10-03 у Wayback Machine.].
  9. ESA's new vision to study the invisible universe. ESA. Процитовано 29 листопада 2013.
  10. (PDF). LISA Consortium. 20 січня 2017. Архів оригіналу (PDF) за 17 жовтня 2017. Процитовано 14 січня 2018.
  11. Europe selects grand gravity mission. BBC News. 20 червня 2017.
  12. Gravitational wave mission selected, planet-hunting mission moves forward. 20 червня 2017. Процитовано 20 червня 2017.
  13. Capturing the ripples of spacetime: LISA gets go-ahead. ESA. European Space Agency. Процитовано 29 січня 2024.
  14. . eLISA Consortium. Архів оригіналу за 21 жовтня 2014. Процитовано 15 листопада 2013.
  15. Gravitational-Wave Detetectors Get Ready to Hunt for the Big Bang. Scientific American. 17 вересня 2013.
  16. See sect.
  17. See sect.
  18. See sect.
  19. See sect.
  20. See sect.
  21. Sean Carroll (6 квітня 2011 3:49 pm). . Cosmic Variance. Архів оригіналу за 16 листопада 2019. Процитовано 30.11.2015.
  22. . eLISA Gravitational Wave Observatory. 27 листопада 2013. Архів оригіналу за 03.12.2013. Процитовано 30.11.2015.(англ.)
  23. . eLISA Gravitational Wave Observatory. Архів оригіналу за 05.12.2013. Процитовано 30.11.2015.
  24. ESA Science & Technology - Summary. sci.esa.int. Процитовано 1 травня 2024.
  25. . web.archive.org. 5 грудня 2013. Архів оригіналу за 5 грудня 2013. Процитовано 1 травня 2024.{{}}: Обслуговування CS1: bot: Сторінки з посиланнями на джерела, де статус оригінального URL невідомий ()
  26. Questions about LISA. What are the test masses made of? (амер.). Процитовано 1 травня 2024.
  27. Gravitational Waves and Massive Black Holes? – The LISA and LISA Pathfinder Missions (PDF). ESA bulletin 119. (англ.). серпень 2004. Процитовано 3 травня 2024.
  28. . web.archive.org. 5 грудня 2013. Архів оригіналу за 5 грудня 2013. Процитовано 1 травня 2024.
  29. . eLISA Consortium. Архів оригіналу за 5 December 2013. Процитовано 12 November 2013.
  30. LISA Mission. https://www.lisamission.org/ (амер.). Процитовано 1 травня 2024.
  31. . web.archive.org. 5 грудня 2013. Архів оригіналу за 5 грудня 2013. Процитовано 1 травня 2024.
  32. R. Reinhard. (серпень 2000). LISA – Detecting and Observing Gravitational Waves (PDF). ESA bulletin 103. (англ.). Процитовано 3 травня 2024.
  33. Byer, Robert L. (November 5–6, 2008). LISA: Drag-free Formation Flying at 5 million kilometers (PDF). Stanford 2008 Position Navigation and Time Symposium. SLAC.
  34. Wang, Gang; Ni, Wei-Tou (21 березня 2013). Numerical simulation of time delay interferometry for eLISA/NGO. Classical and Quantum Gravity. Т. 30, № 6. с. 065011. doi:10.1088/0264-9381/30/6/065011. ISSN 0264-9381. Процитовано 1 травня 2024.
  35. Cornish, Neil; Robson, Travis (2017-05). Galactic binary science with the new LISA design. Journal of Physics: Conference Series. Т. 840. с. 012024. doi:10.1088/1742-6596/840/1/012024. ISSN 1742-6588. Процитовано 1 травня 2024.
  36. LISA Consortium. www.lisamission.org (амер.). Процитовано 1 травня 2024.
  37. Questions about LISA. How precisely does the distance between the LISA satellites need to be maintained? (амер.). Процитовано 4 травня 2024.
  38. Abich, Klaus; Abramovici, Alexander; Amparan, Bengie; Baatzsch, Andreas; Okihiro, Brian Bachman; Barr, David C.; Bize, Maxime P.; Bogan, Christina; Braxmaier, Claus (19 липня 2019). In-Orbit Performance of the GRACE Follow-on Laser Ranging Interferometer. Physical Review Letters. Т. 123, № 3. с. 031101. doi:10.1103/PhysRevLett.123.031101. Процитовано 3 травня 2024.
  39. John G. Cramer (січень-лютий 2018). Analog Science Fiction & Fact Magazine. Do Black Holes Really Exist?. www.npl.washington.edu (англ.). Процитовано 4 травня 2024.
  40. LISA Pathfinder overview. www.esa.int (англ.). Процитовано 4 травня 2024.
  41. ESA Science & Technology - First locks released from LISA Pathfinder's cubes. sci.esa.int. Процитовано 4 травня 2024.
  42. Armano, M.; Audley, H.; Auger, G.; Baird, J. T.; Bassan, M.; Binetruy, P.; Born, M.; Bortoluzzi, D.; Brandt, N. (7 червня 2016). Sub-Femto-$g$ Free Fall for Space-Based Gravitational Wave Observatories: LISA Pathfinder Results. Physical Review Letters. Т. 116, № 23. с. 231101. doi:10.1103/PhysRevLett.116.231101. Процитовано 4 травня 2024.
  43. . eLISA Gravitational Wave Observatory. Архів оригіналу за 5 березня 2016.

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

Laser Interferometer Space Antenna LISA ce zaplanovanij kosmichnij zond dlya viyavlennya ta tochnogo vimiryuvannya gravitacijnih hvil zburen gravitacijnogo polya sho sprichineni gravitacijnoyu diyeyu ruhomih til LISA stane pershoyu specialnoyu gravitacijno hvilovoyu observatoriyeyu kosmichnogo bazuvannya Jogo metoyu ye vimiryuvannya gravitacijnih hvil bezposeredno za dopomogoyu lazernoyi interferometriyi Koncepciya LISA skladayetsya z troh kosmichnih korabliv roztashovanih u vershinah rivnostoronnogo trikutnika zi storonami 2 5 mln km yaki letyat po geliocentrichnij orbiti Vidstan mizh suputnikami tochno kontrolyuyetsya dlya viyavlennya gravitacijnoyi hvili sho prohodit Hudozhnye bachennya koncepciyi LISA Proekt LISA rozpochavsya yak spilna robota NASA ta Yevropejskogo kosmichnogo agentstva ESA Odnak u 2011 roci NASA ogolosilo sho ne zmozhe prodovzhuvati partnerstvo z Yevropejskim kosmichnim agentstvom u ramkah LISA cherez obmezhennya finansuvannya Proekt ye viznanim eksperimentom CERN RE8 Zmenshenij proekt spochatku vidomij yak Nova observatoriya gravitacijnih hvil NGO buv zaproponovanij yak odin iz troh velikih proektiv u dovgostrokovih planah ESA U 2013 roci ESA obralo Gravitacijnij Vsesvit yak temu dlya odnogo z troh velikih proektiv u 2030 h rokah zgidno z yakimi vono zobov yazalosya zapustiti kosmichnu observatoriyu gravitacijnih hvil U sichni 2017 roku LISA bulo zaproponovano yak misiyu kandidata 20 chervnya 2017 roku zaproponovana misiya otrimala svoyu chitku metu do 2030 h rokiv i bula zatverdzhena yak odna z golovnih doslidnickih misij ESA 25 sichnya 2024 roku misiya LISA bula oficijno zatverdzhena ESA Ce oznachaye sho koncepciya i tehnologiya misiyi dostatno rozvineni shob mozhna bulo rozpochati budivnictvo kosmichnogo aparatu ta jogo priladiv Misiya LISA priznachena dlya pryamogo sposterezhennya gravitacijnih hvil vikrivlen prostoru chasu sho peremishuyutsya zi shvidkistyu svitla Gravitacijni hvili sho prohodyat duzhe slabko stiskayut i roztyaguyut prostir Voni viklikayutsya energetichnimi podiyami u Vsesviti i na vidminu vid bud yakogo inshogo viprominyuvannya mozhut bezpereshkodno prohoditi cherez masivni tila Zapusk LISA rozshirit piznannya Vsesvitu vchenimi ta dozvolit yim vichati yavisha yaki nemozhlivo sposterigati v elektromagnitnomu spektri Potencijnimi dzherelami signaliv ye zlittya masivnih chornih dir u centri galaktik masivnih chornih dir navkolo yakih obertayutsya malenki kompaktni ob yekti podvijni kompaktni zori ta mozhlivo inshi dzherela kosmologichnogo pohodzhennya taki yak kosmologichnij fazovij perehid sho vidbuvsya odrazu pislya Velikogo vibuhu ta spekulyativni astrofizichni ob yekti taki yak kosmichni struni ta inshe IstoriyaSpochatku ce buv spilnij proyekt ESA ta NASA yakij mav nazvu LISA vid Laser Interferometer Space Antenna 2008 roku ESA povidomila pro te sho proyekt perebuvaye na stadiyi rozrobki z poperednoyu datoyu zapusku mizh 2015 ta 2025 rokami Misiya bula odniyeyu z dvoh velikih kosmichnih program zaplanovanih do realizaciyi vprodovzh 2010 h Planuvalosya sho za 16 misyaciv pislya zapusku aparati vijdut na zadani poziciyi ta budut pracyuvati vprodovzh 2 rokiv Odnak na pochatku 2011 roku NASA povidomilo sho zalishaye proyekt cherez brak koshtiv vidilenih Kongresom YeKA zminilo nazvu proyektu na evolved Laser Interferometer Space Antenna eLISA Teper ce tretij za masshtabom kosmichnij proyekt ESA pislya JUICE ta en Vin rozvivayetsya spilnimi zusillyami vosmi yevropejskih krayin za uchasti okremih fahivciv zi SShA Dokladne opracyuvannya proyektu malo trivati do 2020 roku Zokrema u grudni 2015 roku zapusheno kosmichnij aparat prototip LISA Pathfinder Promislovu realizaciyu povnomasshtabnogo proyektu peredbacheno rozpochati 2024 roku a jogo zapusk zaplanovano na 2034 rik Opis misiyiOsnovnoyu naukovoyu metoyu misiyi LISA ye viyavlennya ta sposterezhennya gravitacijnih hvil sho stvoryuyutsya astronomichnimi dzherelami takimi yak masivni chorni diri i kompaktni podvijni zoryani sistemi LISA sposterigatime za gravitacijnimi hvilyami vimiryuyuchi diferencialni zmini v dovzhini svoyih plechej yaki viznachayutsya za dopomogoyu lazernoyi interferometriyi Kozhen iz troh kosmichnih aparativ LISA mistit dva teleskopi dva lazeri ta dvi testovi masi kubiki rozmirom 46 mm vigotovleni zi shilnogo nemagnitnogo splavu zolota ta platini masoyu priblizno 2 kg roztashovani u dvoh optichnih vuzlah spryamovanih na dva inshih kosmichni aparati Takim chinom tri kosmichni aparati utvoryuyut dva nezalezhni interferometri Majkelsona kozhen z yakih zoseredzhenij na odnomu z kosmichnih aparativ a doslidzhuvani masi viznachayut kinci plechej Vsya sistema yaka v desyat raziv bilsha za orbitu Misyacya bude rozmishena na geliocentrichnij orbiti na takij zhe vidstani vid Soncya sho j Zemlya ale vidstayuchi vid Zemli na 20 gradusiv orbiti Nahil orbitalnih ploshin troh kosmichnih aparativ vidnosno ekliptiki stanovit 0 33 gradusa sho prizvodit do togo sho ploshina trikutnogo utvorennya nahilena do ekliptiki pid kutom 60 gradusiv Serednya linijna vidstan mizh utvorennyam i Zemleyu stanovitime 50 miljoniv kilometriv Shob usunuti negravitacijni sili taki yak svitlovij tisk i sonyachnij viter sho diyut na testovi masi kozhen kosmichnij aparat skonstrujovano yak suputnik z nulovim oporom Testova masa vilno plavaye vseredini faktichno perebuvayuchi u vilnomu padinni todi yak kosmichnij aparat navkolo neyi poglinaye vsi ci lokalni negravitacijni sili Potim vikoristovuyuchi yemnisni datchiki dlya viznachennya polozhennya kosmichnogo aparatu vidnosno masi duzhe tochni dviguni regulyuyut kosmichnij aparat tak shob vin sliduvav za masoyu utrimuyuchi sebe v centri navkolo masi Dovzhina plecha Dovzhina plecha interferometra viznachaye chastotnij diapazon v yakomu LISA mozhe robiti sposterezhennya Chim dovshi plechi tim chutlivishij detektor do dovgoperiodichnih gravitacijnih hvil ale yaksho plechi nabagato korotshi za hvili to chutlivist detektora do hvil zmenshuyetsya i yih vimiryuvannya staye netochnim Oskilki suputniki znhodyatsya u vilnomu poloti vidstan mizh nimi legko regulyuyetsya pered zapuskom pri comu verhni mezhi viznachayutsya rozmirami teleskopiv neobhidnih na kozhnomu kinci interferometra yaki obmezheni rozmirom obtichnika raketi nosiya ta inshimi faktorami sho obmezhuye trivalist zhittya misiyi Inshim zalezhnim vid dovzhini faktorom yakij neobhidno kompensuvati ye kut viperedzhennya mizh vhidnim i vihidnim lazernimi promenyami Teleskop povinen otrimuvati vhidnij promin z miscya de kilka sekund tomu buv jogo partner ale vidpravlyati vihidnij promin tudi de jogo partner bude cherez kilka sekund V originalnij propoziciyi 2008 roku dovzhina plecha LISA bula 5 mln km U 2013 roci v LISA bulo zaproponovano zmenshiti plechi do 1 mln km Ta zreshtoyu u 2017 roci bula shvalena propoziciya dovzhini plecha u 2 5 mln km Princip viyavlennyaViglyad posilenih efektiv polyarizovanoyi gravitacijnoyi hvili stilizovano na lazernih plechah LISA Yak i bilshist suchasnih observatorij gravitacijnih hvil LISA zasnovana na lazernij interferometriyi Yiyi tri suputniki utvoryuyut gigantskij interferometr Majkelsona v yakomu dva suputniki vidbivachi vidigrayut rol reflektoriv a odin golovnij suputnik dzherela ta sposterigacha Koli gravitacijna hvilya prohodit cherez interferometr dovzhini dvoh plechej LISA zminyuyutsya cherez prostorovo chasovi spotvorennya sprichineni hvileyu Kolivannya vidstani vimiryuyutsya z tochnistyu do 40 pm userednene za odnu sekundu sho v poyednanni z velikoyu vidstannyu mizh kosmichnimi aparatami dozvolyaye LISA viyavlyati deformaciyi sprichineni gravitacijnimi hvilyami z visokoyu tochnistyu Na praktici LISA vimiryuye vidnosnij fazovij zsuv mizh odnim lokalnim lazerom i odnim viddalenim lazerom za dopomogoyu interferenciyi svitla Porivnyannya sposterezhuvanoyi chastoti lazernogo promenya zvorotnij promin i lokalnoyi chastoti lazernogo promenya vidpravlenij promin viznachaye parametri hvili Princip lazerno interferometrichnih mizhsuputnikovih vimiryuvan vidstani buv uspishno realizovanij u lazernomu interferometri GRACE Follow On Na vidminu vid nazemnih gravitacijno hvilovih observatorij LISA ne mozhe trimati svoyi ruki zablokovanimi v polozhenni na fiksovanij dovzhini Natomist vidstani mizh suputnikami znachno zminyuyutsya na orbiti shoroku i detektor povinen vidstezhuvati vidstan sho postijno zminyuyetsya detektuyuchi miljoni dovzhin hvil na yaki vidstan zminyuyetsya shosekundi Potim signali rozdilyayutsya v chastotnij oblasti zmini z periodami menshe dobi ye signalami sho stanovlyat interes todi yak zmini z periodami misyac i bilshe ne mayut znachennya Z cih tehnichnih prichin LISA ne mozhe vikoristovuvati visokotochni rezonansni porozhnini Fabri Pero ta sistemi recirkulyaciyi signalu yaki vikoristovuyut nazemni detektori sho obmezhuye tochnist vimiryuvannya dovzhini Odnak oskilki dovzhina plecha u LISA v miljon raziv bilsha to j zsuvi yaki mozhna viyaviti vidpovidno bilshi LISA PathfinderTestova misiya ESA pid nazvoyu LISA Pathfinder LPF bula zapushena v 2015 roci dlya perevirki tehnologiyi neobhidnoyi dlya rozmishennya testovoyi masi v majzhe idealnih umovah vilnogo padinnya LPF skladayetsya z odnogo kosmichnogo aparatu z odnim iz plechej interferometra LISA ukorochenim priblizno do 38 sm 15 dyujmiv shob vin pomistivsya vseredini odnogo kosmichnogo aparatu Kosmichnij aparat dosyag svayeyi robochoyi tochki na geliocentrichnij orbiti v tochci Lagranzha L1 22 sichnya 2016 roku de na nogo bulo vivedeno korisne navantazhennya Naukovi doslidzhennya rozpochalisya 1 bereznya 2016 roku Meta LPF polyagala v tomu shob prodemonstruvati riven shumu v 10 raziv vishij nizh neobhidnij dlya LISA Odnak LPF znachno perevishiv cyu cil nablizivshis do rivnya shumu vimog LISA Misiya zavershilasya 30 chervnya 2017 roku uspishno prodemonstruvavshi tehnologiyu pobudovi majbutnoyi observatoriyi gravitacijnih hvil ESA v kosmosi LISA TehnologiyaPrincip vimiryuvannya LISA LISA skladayetsya z troh suputnikiv yaki rozmisheni u formi rivnostoronnogo trikutnika Voni sliduvatimut za Zemleyu na viddaleni blizko 52 miljoniv kilometriv Kozhen iz suputnikiv skladayetsya z dvoh ruhomih optichnih zbirok meta yakih buti postijno napravlenimi na inshi dva suputniki Kozhna zi zbirok mistit teleskop optichnu sistemu interferometra ta testovu masu U kozhnij zi storin cogo trikutnika vidbuvayetsya podvijne vimiryuvannya fazi yaka ye proporcijnoyu vidstani mizh suputnikami Okrim togo oskilki sonyachnij viter ta sonyachne svitlo spravlyayut na suputniki znachnij negravitacijnij vpliv kozhen suputnik nestime tak zvanu probnu testovu masu Vona ne bude zakriplyuvatis useredini suputnika a perebuvatime u vilnomu stani Tobto okrim vimiryuvannya vidstani mizh suputnikami dodatkovo bude vidbuvatis vimiryuvannya fazi vidstani mizh suputnikom i testovoyu masoyu Signal sumi zmin faz mizh testovimi masami suputnik suputnik suputnik suputnik testova masa nadali analizuyetsya na prisutnist signalu gravitacijnih hvil Metodom vimiryuvannya fazi ye geterodinna interferometriya Potuzhnij puchok blizko 1 5 Vt z dovzhinoyu hvili 1 064 mkm posilayetsya do inshogo suputnika cherez chotirohdzerkalnij teleskop Vodnochas tim zhe teleskopom prijmayetsya puchok vid inshogo suputnika blizko 500 pVt v inshij polyarizaciyi ta z desho inshoyu dovzhinoyu hvili sut geterodinnoyi interferometriyi Vimiryuvannya fazi interferenciyi otrimanogo i lokalnogo puchka 3 mVt vikonuyetsya za dopomogoyu sinhronnogo pidsilyuvacha Zagalnij oglyadInterferometr Majkelsona maye L podibnu formu z dvoma plechima na kinci kozhnogo z yakih roztashovane dzerkalo v centri roztashovane dzherelo svitla promenepodilyuvach ta sumator Dlya formuvannya plechej interferometra potribno tri aparati po odnomu v kozhen kut utvoryuvanij plechima interferometra Kozhen suputnik matime dvi optichni sistemi spryamovani na dva analogichni aparati pid kutom 60 gradusiv mizh nimi Takim chinom troma odnakovimi aparatami bude utvoreno dva nezalezhnih interferometri Ce sproshuye stvorennya testuvannya ta rozgortannya sistemi oskilki vsi tri aparati identichni mizh soboyu Takozh ce zumovit bilshu tochnist otrimanih u majbutnomu danih roztashuvannya u viglyadi rivnostoronnogo trikutnika spriyatime bilshij chutlivosti pid chas vimiryuvannya gravitacijnih hvil Dlya usunennya sil negravitacijnogo pohodzhennya takih yak tisk svitla ta sonyachnij viter kozhen aparat skonstrujovanij za koncepciyeyu kosmichnih aparativ iz vbudovanoyu sistemoyu mikrokorekciyi orbiti tak zvani zero drag satellites Kosmichnij aparat zahishatime vid storonnogo vplivu probne tilo yake vilno rozmishene v nogo vseredini Kinec kozhnogo plecha interferometra v aparati viznachayetsya dzerkalnoyu poverhneyu vidlitoyu zi splavu platini ta zolota u spivvidnoshenni 25 do 75 dzherelo Dlya vimiryuvannya poziciyi probnogo tila vidnosno aparatu zastosovuvatimutsya kondensatori a na bortu bude vstanovleno precizijni dviguni dlya korekciyi trayektoriyi suputnika Div takozhOglyadach velikogo vibuhuDzherela eLISA Consortium Arhiv originalu za 5 grudnya 2013 Procitovano 12 listopada 2013 eLISA Consortium Arhiv originalu za 5 grudnya 2013 Procitovano 12 listopada 2013 LISA on the NASA website NASA Procitovano 12 listopada 2013 NASA US Federal Government Arhiv originalu za 3 bereznya 2011 Procitovano 4 bereznya 2011 The CERN Scientific Committees CERN Arhiv originalu za 13 chervnya 2019 Procitovano 21 sichnya 2020 RE8 LISA The Laser Interferometer Space Antenna The CERN Experimental Programme CERN Procitovano 21 sichnya 2020 Amaro Seoane Pau Aoudia Sofiane Babak Stanislav Binetruy Pierre Berti Emanuele Bohe Alejandro Caprini Chiara Colpi Monica Cornish Neil J 21 chervnya 2012 Low frequency gravitational wave science with eLISA NGO Classical and Quantum Gravity 29 12 124016 arXiv 1202 0839 Bibcode 2012CQGra 29l4016A doi 10 1088 0264 9381 29 12 124016 Selected The Gravitational Universe ESA decides on next Large Mission Concepts 2016 10 03 u Wayback Machine ESA s new vision to study the invisible universe ESA Procitovano 29 listopada 2013 PDF LISA Consortium 20 sichnya 2017 Arhiv originalu PDF za 17 zhovtnya 2017 Procitovano 14 sichnya 2018 Europe selects grand gravity mission BBC News 20 chervnya 2017 Gravitational wave mission selected planet hunting mission moves forward 20 chervnya 2017 Procitovano 20 chervnya 2017 Capturing the ripples of spacetime LISA gets go ahead ESA European Space Agency Procitovano 29 sichnya 2024 eLISA Consortium Arhiv originalu za 21 zhovtnya 2014 Procitovano 15 listopada 2013 Gravitational Wave Detetectors Get Ready to Hunt for the Big Bang Scientific American 17 veresnya 2013 See sect See sect See sect See sect See sect Sean Carroll 6 kvitnya 2011 3 49 pm Cosmic Variance Arhiv originalu za 16 listopada 2019 Procitovano 30 11 2015 eLISA Gravitational Wave Observatory 27 listopada 2013 Arhiv originalu za 03 12 2013 Procitovano 30 11 2015 angl eLISA Gravitational Wave Observatory Arhiv originalu za 05 12 2013 Procitovano 30 11 2015 ESA Science amp Technology Summary sci esa int Procitovano 1 travnya 2024 web archive org 5 grudnya 2013 Arhiv originalu za 5 grudnya 2013 Procitovano 1 travnya 2024 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite web title Shablon Cite web cite web a Obslugovuvannya CS1 bot Storinki z posilannyami na dzherela de status originalnogo URL nevidomij posilannya Questions about LISA What are the test masses made of amer Procitovano 1 travnya 2024 Gravitational Waves and Massive Black Holes The LISA and LISA Pathfinder Missions PDF ESA bulletin 119 angl serpen 2004 Procitovano 3 travnya 2024 web archive org 5 grudnya 2013 Arhiv originalu za 5 grudnya 2013 Procitovano 1 travnya 2024 eLISA Consortium Arhiv originalu za 5 December 2013 Procitovano 12 November 2013 LISA Mission https www lisamission org amer Procitovano 1 travnya 2024 web archive org 5 grudnya 2013 Arhiv originalu za 5 grudnya 2013 Procitovano 1 travnya 2024 R Reinhard serpen 2000 LISA Detecting and Observing Gravitational Waves PDF ESA bulletin 103 angl Procitovano 3 travnya 2024 Byer Robert L November 5 6 2008 LISA Drag free Formation Flying at 5 million kilometers PDF Stanford 2008 Position Navigation and Time Symposium SLAC Wang Gang Ni Wei Tou 21 bereznya 2013 Numerical simulation of time delay interferometry for eLISA NGO Classical and Quantum Gravity T 30 6 s 065011 doi 10 1088 0264 9381 30 6 065011 ISSN 0264 9381 Procitovano 1 travnya 2024 Cornish Neil Robson Travis 2017 05 Galactic binary science with the new LISA design Journal of Physics Conference Series T 840 s 012024 doi 10 1088 1742 6596 840 1 012024 ISSN 1742 6588 Procitovano 1 travnya 2024 LISA Consortium www lisamission org amer Procitovano 1 travnya 2024 Questions about LISA How precisely does the distance between the LISA satellites need to be maintained amer Procitovano 4 travnya 2024 Abich Klaus Abramovici Alexander Amparan Bengie Baatzsch Andreas Okihiro Brian Bachman Barr David C Bize Maxime P Bogan Christina Braxmaier Claus 19 lipnya 2019 In Orbit Performance of the GRACE Follow on Laser Ranging Interferometer Physical Review Letters T 123 3 s 031101 doi 10 1103 PhysRevLett 123 031101 Procitovano 3 travnya 2024 John G Cramer sichen lyutij 2018 Analog Science Fiction amp Fact Magazine Do Black Holes Really Exist www npl washington edu angl Procitovano 4 travnya 2024 LISA Pathfinder overview www esa int angl Procitovano 4 travnya 2024 ESA Science amp Technology First locks released from LISA Pathfinder s cubes sci esa int Procitovano 4 travnya 2024 Armano M Audley H Auger G Baird J T Bassan M Binetruy P Born M Bortoluzzi D Brandt N 7 chervnya 2016 Sub Femto g Free Fall for Space Based Gravitational Wave Observatories LISA Pathfinder Results Physical Review Letters T 116 23 s 231101 doi 10 1103 PhysRevLett 116 231101 Procitovano 4 travnya 2024 eLISA Gravitational Wave Observatory Arhiv originalu za 5 bereznya 2016

Дата публікації:
Топ