22 октября 2024 года НАСА показало первый полномасштабный прототип шести телескопов, которые в течение следующего десятилетия произведут революцию в изучении гравитационных волн из космоса.
Эти «телескопы» представляют собой оптические приборы, предназначенные для передачи и приема инфракрасных лазерных лучей с беспрецедентной точностью, способные измерять изменения расстояния порядка пикометра, или одной триллионной доли метра.
Телескопы будут использоваться в проекте Laser Interferometer Space Antenna (LISA), возглавляемом Европейским космическим агентством (ЕКА) и направленном на обнаружение из космоса гравитационных волн — пульсаций в самой ткани пространства-времени, возникающих в результате высокоэнергетических космических событий.
Проект, официально одобренный ЕКА 25 января 2024 года, является первой космической миссией, специально предназначенной для изучения гравитационных волн космического масштаба. В отличие от современных наземных обсерваторий, таких как LIGO и Virgo, которые ограничены в возможностях обнаружения, LISA будет работать на гораздо более низких частотах, что позволит наблюдать ранее недоступные явления.
Проект LISA
Проект LISA включает в себя три космических аппарата, расположенных в космосе в форме равностороннего треугольника. Такая конфигурация со сторонами около 2,5 млн км каждая превышает по размерам даже само Солнце, создавая крупнейший инструмент обнаружения, когда-либо созданный человечеством.
Запуск миссии, запланированный на середину 2030-х годов, будет проходить на гелиоцентрической орбите на расстоянии около 50 миллионов километров от Земли, следуя за нашей планетой по ее орбите вокруг Солнца.
Научные задачи LISA амбициозны и многогранны: от изучения формирования и эволюции десятков тысяч компактных бинарных систем в Млечном Пути до анализа роста и слияния массивных черных дыр на протяжении космических эпох. Миссия будет изучать фундаментальную природу гравитации и черных дыр, исследовать скорость расширения Вселенной и искать первобытные гравитационные волны, генерируемые на самых ранних этапах космической эволюции.
Ожидаемый срок работы LISA — четыре года с возможностью продления до шести — обещает произвести революцию в нашем понимании динамичной Вселенной, от самых малых до самых больших масштабов.
Оптика НАСА
Заявление НАСА касается прототипа под названием Engineering Development Unit Telescope, изготовленного компанией L3Harris Technologies в Рочестере (штат Нью-Йорк) и прибывшего в Центр космических полетов имени Годдарда в мае 2024 года, но впервые представленного публике агентством только в октябре.
Все шесть телескопов, которые поставит НАСА, будут идентичны и установлены в каждом аппарате попарно.
Прототип обладает самыми современными техническими характеристиками: он полностью изготовлен из Zerodur, стеклокерамики янтарного цвета, производимой компанией Schott в Майнце, Германия. Этот материал был выбран за его исключительную стабильность размеров в широком диапазоне температур, что очень важно для поддержания требуемой точности измерений.
Первичное зеркало, с другой стороны, покрыто золотом — решение, оптимизирующее отражение инфракрасных лазеров и снижающее потери тепла с поверхности, подверженной воздействию космического холода, что позволяет прибору работать при температуре, близкой к температуре окружающей среды.