НАСА представляет прототип гравитационно-волнового телескопа LISA

Ученые выдвинули теорию гравитационных волн еще в конце 19 века, но их существование не было подтверждено до 2015 года, когда лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория (LIGO) обнаружила волны, исходящие от слияния двух черных дыр.

Европейское космическое агентство (ЕКА) в настоящее время работает с НАСА над созданием более мощной космической гравитационно-волновой обсерватории под названием LISA (Laser Interferometer Space Antenna). Теперь НАСА представило первый полномасштабный прототип шести телескопов, которые в следующем десятилетии позволят обнаруживать в космосе гравитационные волны.

LIGO и связанные с ним детекторы, такие как VIRGO, показали, что можно обнаружить волны от катастрофических событий на другой стороне Вселенной. Но обнаружение ограничено масштабом того, что можно построить на Земле. LISA освобождает ученых от статической природы поверхностных установок, позволяя им создать сеть обнаружения, большую, чем Солнце.

Точно так же, как падение камня в пруд создает концентрическую рябь на воде, движение больших масс во Вселенной создает гравитационные волны, которые расходятся во все стороны. Детекторы гравитационных волн, такие как LIGO, работают с использованием техники, называемой интерферометрией.

Лазеры используются для проведения чрезвычайно точных измерений расстояния до детектора, ожидая прохождения гравитационной волны. Когда это происходит, возникают крошечные изменения в пространстве-времени, которые приводят к изменению кажущейся длины пути луча. LIGO использует 4-х километровые линии луча для обнаружения этого изменения, но космическая система LISA имеет потенциал быть гораздо более чувствительной.

В конечном итоге НАСА произведет шесть телескопов для LISA, но начинает с одного прототипа, известного как Engineering Development Unit Telescope. Устройство было собрано компанией L3Harris Technologies в Нью-Йорке и прибыло в Центр космических полетов имени Годдарда.

Его зеркало состоит из уникального янтарного керамического стекла под названием Zerodur. Поверхность настолько оптически эффективна, что LISA должна быть способна обнаруживать изменения порядка пикометров (триллионных долей метра), и она не меняет форму при воздействии экстремальных температур.

Сейчас телескоп Engineering Development Unit размещается в чистой комнате, где инженеры будут проводить испытания, чтобы лучше понять требования к LISA. «Прототип будет направлять нас в работе над созданием летного оборудования», — говорит исследователь Райан ДеРоза.

Шесть телескопов будут установлены парами на борту трех космических аппаратов, способных передавать и принимать лазерные сигналы. Каждый аппарат LISA будет располагаться на расстоянии 2,5 миллиона километров от двух других, образуя в пространстве равносторонний треугольник. В настоящее время ЕКА планирует запустить миссию LISA в середине 2030-х годов.