记住丽莎


现在全世界都在谈论引力波的探测,除了天文学之外,我不想写任何其他东西。此外,太空实验室用于观测引力波的项目已经进行了多年的开发,并且卫星-一种技术演示器已经在太空中,并将很快开始观测。它的发布并没有大张旗鼓,但是现在,在我看来,是时候考虑一​​下LISA Pathfinder探针了。

发射,飞行和最新消息


从11月12日开始,该探针在法属圭亚那库鲁国际机场的组装和测试中心进行组装,并于12月3日发射:



探测器上没有光学望远镜,这纯粹是从恒星传感器获取的服务图像,是系统检查的一部分,

发射到参考轨道后,上层平台抬高了两个星期,在第六次脉冲之后,LISA进行了六周的旅程,到达了拉格朗日L 1太阳地球系统:


在途中,加速块被放下,探测器校正了轨道以进入L 1点附近的轨迹


LISA探路者于1月22日进入目标轨道。最新消息是,2月3日,第一个夹具被拆除,里面装有两块金和铂合金的立方体,它们的移动将决定重力的影响。在2月中旬,将移除第二个夹子,并且按预期的那样,探针将在2月23日开始观察。好吧,要了解这些立方体将如何测量重力,我们将向您详细介绍该设备的设计。

建筑施工


LISA Pathfinder探头(激光干涉仪空间天线)在结构上是六边形,由复合板制成,总质量为1900 kg:


从上到下:太阳能板,LTP仪器的拆装形式的中心元件,外壳,加速单元

主要的科学工具是安装标题为“丽莎测试包装芯组件


”的侧面侧面是两个46毫米的单独的真空容器中的金和铂合金立方体。立方体被抛光,并用作测量它们之间距离的镜子。


多维数据集之一。半圆形凹槽是第一个固定系统的固定点(于2月3日拍摄),中心的金字塔形凹陷是第二个固定系统的固定点,同时也是用于测量距离的点。

中心是带有22个反射镜和分束器的激光干涉仪,可以通过以下方式测量立方体的运动: 0.01纳米


LTP核心组件的总重量约为120千克。

开发人员必须解决的另一个单独的复杂技术问题是,创建一个可以在进入轨道时能够承受震动和振动而又不会失去测量精度的系统。因此,释放立方体的过程分三个阶段进行。首先,移除第一级闩锁(锁定机构)。然后,将沿所有轴以200微米的精度移除精度更高的第二级闩锁(GPRM),告诉立方体每秒不超过5微米的速度。以这种速度,立方体将能够在不到半小时的时间内靠近墙壁。如有必要,GPRM锁将能够再次锁定多维数据集。在释放第二级夹具的同时,将打开一个静电场,该电场将悬挂立方体,防止它们接触墙壁。最后,静电场将逐渐消除,使多维数据集以最理想的自由落体悬挂。

但是,悬挂立方体只是任务的一半。事实是,随机力量会影响卫星。甚至来自太阳闪光灯的太阳风也足以使探针开始相对于立方体移动。首先,必须固定该位移,其次,要用喷射微电机补偿它。为此,Lisa Pathfinder具有多达两个系统:LTP FEEP和DRS。

FEEP(场效应电推进)是一种使用场效应的电动系统。由于该系统是实验性的,因此它会测试两种类型的引擎-槽式和针式:


左侧的针式电动机,右侧的槽式引擎

狭缝发动机利用加热到熔点(≈29ºC)的铯的场发射。针电机使用熔融的铟(≈156ºC)。两种发动机都具有以微克为单位的牵引力,它们的总牵引力与蚊子的重量相当。

DRS(减少干扰系统)-该系统由NASA进行探查。由于NASA的预算限制,它没有超高精度的加速度计,将使用LTP数据。发动机的牵引力与FEEP相当,但使用离子流体作为其工作流体。


DRS引擎

根据飞行计划,卫星应该工作180天-在LTP FEEP上工作90天,在DRS(使用精度较低的传感器)上工作60天,以及LTP控制DRS引擎时的协作30天。但是,发动机工作流体的储备将不得不延长使用寿命。

为了将立方体的运动记录为纳米,同时尽可能将它们与所有可能的干扰隔离开来,需要所有这些复杂且最准确的技术。您可能已经听说过,质量如此小的位移精确地记录了重力波。

丽莎


LISA探路者是技术演示者。一个名为Evolved LISA(eLISA)的成熟探测器将必须由三颗卫星组成,除了要对测试质量位移进行超精确测量之外,还必须以非常高的精度测量卫星之间的距离:


但是在太空中,确保各个卫星之间的大距离没有问题。对于此项目,估计需要1到500万公里,这显然是地球上无法实现的。探测器的三角形沿轨道移动,将改变其平面,并能够固定来自不同方向的重力波:



这样的检测器将能够检测紧凑的双星恒星的旋转,恒星坠入黑洞,相邻星系的双黑洞的旋转,并且有可能使您能够在尚未通过光的情况下观察年轻的宇宙(根据现代概念,宇宙已经对光子380透明了)大爆炸之后的一千年)。甚至有人猜测他将能够证实弦理论。

eLISA检测器的另一个优点是,它将以与地面LIGO检测器不同的频率工作,这将补充其观测结果。



一个问题-根据当前计划,计划在2034年部署星座eLISA卫星。人们只能希望,最近在探测引力波方面的成功将增加资金投入,并提早启动探测器。

PS对乌法居民的一个小公告-我的下一个演讲将于2月26日在乌法天文馆。主题是外部太阳系,从小行星带到神秘的第九颗行星。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN390561/


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