22 октября 2024 года стало знаменательной датой для астрофизики: НАСА публично представило первый полномасштабный прототип системы из шести телескопов. Этот инструмент станет ключевым компонентом в миссии по изучению гравитационных волн прямо из космоса, что обещает кардинально изменить наши представления о Вселенной в ближайшие десять лет.
Устройства, которые условно называют «телескопами», на самом деле являются высокоточными оптическими системами. Их задача — излучать и улавливать инфракрасные лазерные лучи с невероятной точностью. Они способны фиксировать изменения расстояний в пикометры, что составляет триллионные доли метра. Такая чувствительность необходима для обнаружения едва уловимых колебаний пространства-времени.
Эти телескопы созданы для проекта «Космическая антенна лазерного интерферометра» (LISA), которым руководит Европейское космическое агентство (ЕКА). Главная цель LISA — открыть новое окно во Вселенную, улавливая гравитационные волны, которые рождаются в результате самых мощных космических катаклизмов, таких как слияния черных дыр.
Проект получил официальное одобрение ЕКА в январе 2024 года, став первой в истории космической миссией, полностью посвященной исследованию гравитационных волн. В отличие от наземных обсерваторий вроде LIGO и Virgo, которые «слышат» лишь высокочастотные сигналы, LISA будет работать в низкочастотном диапазоне. Это позволит ученым обнаруживать совершенно новые типы явлений, недоступные для наблюдения с Земли.
Грандиозный замысел проекта LISA
Архитектура миссии LISA столь же амбициозна, как и ее цели. Она будет состоять из трех космических аппаратов, которые образуют в пространстве гигантский равносторонний треугольник.
Обратите внимание: Вскоре наступит эра автономных боевых машин, которые будут убивать себе подобных.
Каждая сторона этого треугольника будет иметь длину около 2,5 миллионов километров, что даже больше диаметра Солнца. Таким образом, LISA станет самым большим научным инструментом, когда-либо созданным человечеством.Запуск миссии намечен на середину 2030-х годов. Аппараты займут позицию на гелиоцентрической орбите, примерно в 50 миллионах километров от Земли, и будут следовать за нашей планетой в ее движении вокруг Солнца.
На иллюстрации представлены ключевые задачи миссии LISA.
Научная программа LISA невероятно обширна. Миссия позволит изучить формирование и эволюцию десятков тысяч двойных систем в нашей галактике, проследить за ростом и слияниями сверхмассивных черных дыр на протяжении миллиардов лет. Кроме того, ученые надеются исследовать фундаментальные свойства гравитации, уточнить скорость расширения Вселенной и, возможно, обнаружить первичные гравитационные волны — отголоски самого момента Большого взрыва.
Расчетный срок службы обсерватории составляет четыре года с возможностью продления до шести. За это время LISA может полностью перевернуть наше понимание Вселенной, от мельчайших объектов до космологических масштабов.
Передовая оптика от НАСА
Анонсированный НАСА прототип, названный «Телескопом отдела инженерных разработок», был построен компанией L3Harris Technologies. Хотя он прибыл в Центр космических полетов Годдарда еще в мае 2024 года, широкой публике его показали только в октябре.
На фотографии запечатлен прототип телескопа для миссии LISA во время испытаний в чистой комнате Центра Годдарда 20 мая 2024 года.
Все шесть телескопов, которые НАСА предоставит для миссии, идентичны. Они будут установлены попарно на каждом из трех космических аппаратов.
Прототип воплощает в себе передовые инженерные решения. Его корпус полностью изготовлен из Zerodur — особой стеклокерамики янтарного цвета, производимой немецкой компанией SCHOTT. Этот материал был выбран за его исключительную стабильность: он практически не расширяется и не сжимается при перепадах температур, что критически важно для сохранения юстировки и точности измерений в суровых условиях космоса.
Главное зеркало телескопа имеет золотое покрытие. Это решение преследует две цели: оно максимизирует отражение инфракрасного лазерного излучения и одновременно минимизирует тепловые потери, позволяя оборудованию работать при температурах, близких к окружающей среде, даже в холодном космическом вакууме.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.