НАСА заключило соглашение о сотрудничестве с Европейским космическим агентством (ЕКА) по разработке лазерной интерферометрической космической антенны (LISA). По сути, она является первой орбитальной обсерваторией для измерения гравитационных волн. Проект LISA был официально закреплен за агентством ЕКА на прошлой неделе и запланирован к исполнению в середине 2030-х годов. Лазерная антенна позволит астрономам впервые увидеть «панораму» гравитационных волн, распространяющихся со скоростью света в пространстве-времени.
Согласно опубликованному отчету, в состав антенны LISA будет входить три космических аппарата, которые во время движения по орбите вокруг Земли будут поддерживать равностороннее треугольное расположение. Расстояние между каждым космическим аппаратом в 2,5 миллиона километров позволит осуществлять непрерывную передачу лазерных лучей. Поскольку лучи будут двигаться туда и обратно, они сформируют интерферометры, а гравитационные волны, пересекающие эти оптические пути, изменят интерференционные картины лазерных лучей. LISA будет регистрировать эти изменения для определения амплитуды, направления и поляризации волн – данные, которые в конечном итоге помогут ученым раскрыть тонкие особенности динамики Вселенной.
Стоит отметить, что идея создания LISA вовсе не нова. В конце 2000-х годов в ЕКА поняли необходимость полноценной космической обсерватории гравитационных волн. При этом расчётное время запуска определили не ранее 2036 года. Не желая ждать почти три десятилетия, ЕКА приняло решение о промежуточном эксперименте – запуске относительно скромного аппарата LISA Pathfinder. Его двухмесячная миссия свободного падения в 2016 году предоставила астрономам возможность эффективно опробовать методику регистрации неуловимых гравитационных волн.
Художественная иллюстрация LISA Pathfinder. Источник: ЕКА.
Теперь, когда ЕКА готовится к изготовлению оригинального LISA, инженеры агентства обратились за помощью к НАСА. Согласно опубликованному в четверг заявлению, НАСА предоставит европейцам лазеры, телескопы, устройства для снижения электромагнитных помех, а также научную и инженерную поддержку. ЕКА возьмёт на себя изготовление корпусов космических аппаратов и оперативное управление миссией LISA.
Все началось с того, что Наземная обсерватория гравитационных волн Лазерной интерферометрии (LIGO) помогла астрономам подтвердить гипотезу Альберта Эйнштейна о существовании гравитационных волн, которые он предсказал в своей знаменитой теории относительности. Однако LIGO предоставила ученым относительно ограниченные данные. LIGO чувствителен к гравитационным волнам более высокой частоты, которые полезны для обнаружения слияния нейтронных звёзд или черных дыр. Если все пойдет по плану, LISA сможет регистрировать гравитационные волны более низкой частоты, связанные с процессами формирования черных дыр и галактик.
"Развертывание проекта LISA откроет поистине уникальные перспективы, предоставив астрономам панорамный инструмент наблюдения за гравитационно-волновыми источниками как внутри нашей Галактики, так и далеко за её пределами, – подчеркнул Марк Клампин. Мы гордимся участием в этом амбициозном международном проекте, призванном раскрыть новые тайны космоса".