ESA LISAパスファインダーミッションについて知る必要があるすべて

1ヶ月も経たないうちに、欧州宇宙機関は、これから20年後に宇宙で重力波を研究するための大胆な計画のための基礎を築くためにLISA Pathfinder宇宙探査機を打ち上げる予定です。ミッションは2000年11月に承認され、ランチパッドに到達するまでに15年かかりました。あなたがこの信じられないほど大胆な仕事について知る必要があるすべてはここにあります。

LISAはLaser Interferometer Space Antennaの略です。ミッション全体は、実際には、重力波を直接研究することができる宇宙で観測所を建設し運営するという、より大きな概念 - 「進化したLISA」、またはeLISA - の一部です。パスファインダーの目的は、時間までにeLISAに使用される技術をテストすることです それ この試みは最終的にESAに4億2000万ドル以上の費用がかかります。

LISA Pathfinderのミッションでは、2つのテストマスをほぼ完全な重力自由落下に置き、それらの動きを測定して、自由落下物体が測地線 - 曲線空間の直線 - に従うことを実証します。これを行うには、最先端の慣性センサー、レーザー計測システム、ドラッグフリー制御、超精密移動のためのマイクロ推進システムなど、これまでに製造された中で最も精密な装置一式が必要です。

それが十分に驚くように聞こえなかった場合には、もっとあります。

これまで、科学者たちは主に、可視光、赤外線と紫外線、電波、X線とガンマ線などの電磁波を観察することによって宇宙を研究してきました。 LISAプログラム全体のポイントは、重力波を検出することによって宇宙を観測できるようにすることです。アルバートアインシュタインの一般相対性理論によって概説される時空の波紋。それらは宇宙のいたるところに存在しますが、研究者によって直接検出されたことは一度もありません。これらの波を正確に勉強することは - 本当に無重力真空でのみ可能である - - ブラックホールのように、我々がまだほとんど知らない時空現象の多くに最終的に光を当てることができた。

科学的な意味だけでなく、世界がLISA Pathfinderに注目するのには大きな技術的理由があります。プローブの慣性センサーは、46ミリという小さな動きを監視することができます。航空機がそのゼロ位置から離れ始めると、制御システムはマイクロニュートンスラスタを作動させます - この推進システムがESAによって使用されるのはこれが初めてです - 航空機をセンタリングするために。

加えて、パスファインダは、ミリメートルの百万分の一という小さなテスト質量の動きと、ミリメートルの百万分の一の千分の一までの２つのテスト質量の相対的な動きとを検出することができるようになる。

LISAパスファインダーがようやく12月2日に打ち上げられるとき、それは地球から932,000マイル離れた幅310,600と497,000マイルの幅のハロー軌道に出て行くでしょう。任務の運用段階は約6ヶ月であるべきですが、一般相対論に関連してより多くの測定を行うためにもう1年間延長されるかもしれません。

この任務はNASAの火星に関する研究が今話題になっているという話題を生み出しているのではないかもしれませんが、その意味合いは宇宙と物理学の研究にはるかに深くなるかもしれません。 LISA Pathfinderのテストが成功した場合は、人間が宇宙で動作する天文台を建設するのを見ることに一歩近づくことになります。それは、世界最大の物理学者だけが理論化できるものを、最終的に観測できるようになるということです。ほんの20年前、これは考えられませんでした。 2034年までに、それは（うまくいけば）現実になる可能性があります。