Recuerda LISA
Ahora que todo el mundo está hablando de la detección de ondas gravitacionales, no quiero escribir sobre otra cosa que no sea astronomía. Además, el proyecto del laboratorio espacial para observar ondas gravitacionales ha estado en desarrollo durante muchos años, y el satélite, un demostrador tecnológico ya está en el espacio y pronto comenzará las observaciones. Su lanzamiento fue sin mucha fanfarria, pero ahora, me parece, es hora de pensar en la sonda LISA Pathfinder.Lanzamiento, vuelo y últimas noticias.
A partir del 12 de noviembre, la sonda se ensambló en el complejo de ensamblaje y prueba en el cosmódromo de Kourou en la Guayana Francesa y se lanzó el 3 de diciembre:
No hay telescopios ópticos en la sonda, esta es una imagen puramente de servicio de un sensor estelar obtenido como parte de una verificación del sistema.Después de lanzarse a una órbita de referencia, la etapa superior durante dos semanas levantó la punta de la sonda y, después del sexto pulso, LISA realizó un viaje de seis semanas al punto Lagrange L 1 Sistemas Sol-Tierra:En el camino, se cayó el bloque de aceleración, y la sonda corrigió la órbita para ingresar a la trayectoria alrededor del punto L 1 :
LISA Pathfinder ingresó a la órbita objetivo el 22 de enero. La última noticia es que el 3 de febrero, se retiraron las primeras abrazaderas, que contenían dos cubos de una aleación de oro y platino, cuyo movimiento determinará el efecto de la gravedad. A mediados de febrero, se quitarán las segundas abrazaderas y, como se esperaba, la sonda comenzará las observaciones el 23 de febrero. Bueno, para comprender cómo estos cubos medirán la gravedad, le diremos más sobre el diseño del dispositivo.Construcción
Estructuralmente, la sonda LISA Pathfinder (Antena espacial de interferómetro láser) es un hexágono hecho de paneles compuestos con una masa total de 1900 kg: de
arriba a abajo: paneles solares, el elemento central del instrumento LTP en forma desmontada, la carcasa, la unidad de aceleraciónLa herramienta científica principal es la instalación titulado Conjunto de prueba del paquete de prueba Lisa:
En los lados hay dos cubos de 46 mm de aleación de oro y platino en contenedores de vacío individuales. Los cubos están pulidos y sirven como espejos para medir la distancia entre ellos.
Uno de los cubos. Los recesos semicirculares son los puntos de fijación del primer sistema de fijación (filmado el 3 de febrero), el receso piramidal en el centro es el punto de fijación del segundo sistema de fijación y, al mismo tiempo, es un punto para medir la distancia.En el centro hay un interferómetro láser con 22 espejos y divisores de haz, que puede medir el movimiento de los cubos mediante 0.01 nanómetros.
El peso total del conjunto de núcleo LTP es de aproximadamente 120 kg.Un problema técnico complejo por separado que los desarrolladores tuvieron que resolver fue crear un sistema que pueda soportar sacudidas y vibraciones cuando se pone en órbita sin perder la precisión de las mediciones. Por lo tanto, el proceso de liberación de cubos tiene lugar en tres etapas. Primero, se quitan los pestillos de la primera etapa (mecanismo de enjaulamiento). Luego, se eliminarán los enganches de segunda etapa mucho más precisos (GPRM) con una precisión de 200 micrómetros a lo largo de todos los ejes, lo que indica a los cubos una velocidad de no más de 5 micrómetros por segundo. A esta velocidad, los cubos podrán acercarse a las paredes en menos de media hora. Si es necesario, los bloqueos GPRM podrán bloquear los cubos nuevamente. Simultáneamente con el lanzamiento de las abrazaderas de la segunda etapa, se encenderá un campo electrostático que colgará los cubos y evitará que toquen las paredes. Y finalmente, el campo electrostático se eliminará gradualmente,para que los cubos cuelguen en la caída libre más ideal.Sin embargo, colgar cubos es solo la mitad de la tarea. El hecho es que fuerzas al azar actuarán en el satélite. E incluso una oleada de viento solar por un destello en el Sol es suficiente para que la sonda comience a moverse en relación con los cubos. Es necesario, en primer lugar, corregir este desplazamiento y, en segundo lugar, compensarlo con micromotores de chorro. Para hacer esto, Lisa Pathfinder tiene hasta dos sistemas: LTP FEEP y DRS.FEEP (Field Effect Electric Propulsion) es un sistema de movimiento eléctrico que utiliza un efecto de campo. Dado que el sistema es experimental, prueba dos tipos de motores: ranura y aguja:
motores de aguja a la izquierda, motores de ranura a la derechaEl motor de hendidura utiliza la emisión de campo de cesio calentado hasta el punto de fusión (≈ 29ºC). Los motores de aguja usan indio fundido (≈ 156ºC). Ambos motores proporcionan tracción, medida en microgramos, y su tracción total es comparable al peso de un mosquito.DRS (Sistema de reducción de perturbaciones): este sistema fue enviado a la sonda de la NASA. Debido a las restricciones presupuestarias de la NASA, no tiene sus acelerómetros ultraprecisos y utilizará datos LTP. Los motores son comparables en tracción a FEEP, pero usan fluido iónico como fluido de trabajo.
Motores DRSSegún el plan de vuelo, el satélite debería funcionar 180 días: 90 días en el LTP FEEP, 60 días en el DRS (en sus sensores menos precisos) y 30 días de colaboración cuando el LTP controlará los motores DRS. Sin embargo, las reservas del fluido de trabajo de los motores tendrán que extender la vida activa.Se necesita toda esta técnica compleja y más precisa para arreglar el movimiento de cubos por nanómetros, a la vez que los aísla lo más posible de toda posible interferencia. Como probablemente haya escuchado, las ondas gravitacionales se registran precisamente por un desplazamiento tan pequeño de las masas.eLISA
LISA Pathfinder es un demostrador de tecnología. Un detector completo, llamado Evolved LISA (eLISA), deberá constar de tres satélites y, además de la medición ultra precisa del desplazamiento de masa de prueba, también tendrá que medir la distancia entre satélites con una precisión muy alta:
Pero en el espacio no habrá ningún problema para garantizar una gran distancia entre satélites individuales. Para este proyecto, se estima de 1 a 5 millones de kilómetros, lo que, obviamente, no se puede lograr en la Tierra. Moviéndose en órbita, el triángulo de sondas cambiará su plano y podrá fijar ondas gravitacionales desde diferentes direcciones:
Tal detector podrá detectar la rotación de estrellas binarias compactas, la caída de estrellas en agujeros negros, la rotación de agujeros negros dobles de galaxias vecinas y, posiblemente, le permitirá mirar al Universo joven cuando la materia aún no ha pasado la luz (según los conceptos modernos, el Universo se ha vuelto transparente para los fotones 380). mil años después del Big Bang). Incluso se especula que él podrá confirmar la teoría de cuerdas.Una ventaja separada del detector eLISA es que funcionará a una frecuencia diferente que el detector LIGO en tierra, que complementará sus observaciones.
Un problema: según los planes actuales, el despliegue de los satélites eLISA de la constelación está previsto para 2034. Uno solo puede esperar que el reciente éxito en la detección de ondas gravitacionales aumente la financiación y arranque el detector antes.PD: Un pequeño anuncio para los residentes de Ufa: mi próxima conferencia será en el planetario de Ufa el 26 de febrero. El tema es el sistema solar exterior, desde el cinturón de asteroides hasta el misterioso noveno planeta.Source: https://habr.com/ru/post/es390561/
All Articles