Semua yang Anda Perlu Tahu Tentang Misi Pathfinder ESA LISA

Dalam masa kurang dari sebulan, Agensi Angkasa Eropah akan melancarkan siasatan angkasa LISA Pathfinder untuk meletakkan asas untuk pelan berani untuk meneliti gelombang graviti di luar angkasa kira-kira 20 tahun dari sekarang. Misi ini telah diluluskan pada November 2000, dan ia mengambil masa 15 tahun untuk mencapai pelancaran. Inilah segala yang perlu anda ketahui mengenai usaha yang sangat berani ini.

LISA adalah pendek untuk Antena Space Interferometer Laser. Keseluruhan misi itu sebenarnya merupakan sebahagian daripada konsep yang lebih besar - "LISA berevolusi," atau eLISA - untuk membina dan mengendalikan sebuah observatorium di ruang yang dapat secara langsung mengkaji gelombang graviti. Tujuan penandatangan adalah untuk menguji teknologi yang akan digunakan untuk eLISA pada masa itu itu misi dilancarkan pada tahun 2034. Usaha ini akhirnya akan menelan kos ESA lebih daripada $ 420 juta dolar.

Misi Pathfinder LISA akan meletakkan dua jisim ujian dalam kejatuhan bebas graviti yang hampir sempurna dan mengukur gerakan mereka untuk menunjukkan bahawa badan jatuh bebas mengikuti geodesi - garis lurus dalam ruang melengkung - di dalam ruang waktu. Melakukan ini memerlukan beberapa instrumen yang paling tepat yang pernah dibina, termasuk sensor inersia yang canggih, sistem metrologi laser, kawalan seret bebas, dan sistem penggerak mikro untuk pergerakan ultra-tepat.

Sekiranya tidak terdengar hebat, ada lagi.

Sehingga kini, para saintis telah mengkaji alam semesta dengan memerhatikan gelombang elektromagnetik, seperti cahaya yang kelihatan, cahaya inframerah dan ultraviolet, gelombang radio, dan sinar-x dan sinar gamma. Titik keseluruhan program LISA adalah untuk membolehkan kita mengamati alam semesta dengan mengesan gelombang graviti: riak di ruang masa yang digariskan oleh teori relativiti umum Albert Einstein. Mereka wujud di sekeliling alam semesta, tetapi tidak pernah dikesan langsung oleh penyelidik. Tepat mengkaji gelombang ini - hanya benar-benar mungkin dalam vakum sifar graviti - akhirnya dapat memberi cahaya pada banyak fenomena masa kecil yang kita masih tahu sedikit tentang, seperti lubang hitam.

Selain implikasi saintifik, terdapat sebab-sebab teknologi yang besar mengapa dunia akan memberi perhatian kepada LISA Pathfinder. Sensor inersia pada siasatan akan dapat memantau pergerakan yang sebesar 46 milimeter. Apabila kraf mula beralih dari kedudukannya yang batal, sistem kawalan mengaktifkan tujapan mikro-newton - kali pertama sistem pendorong ini akan digunakan oleh ESA - untuk memusatkan krafnya.

Di samping itu, penanda laluan akan dapat mengesan gerakan jisim ujian sekecil satu juta juta milimeter, dan gerakan relatif kedua-dua jisim ujian turun ke satu ribu seperseribu juta milimeter.

Apabila LISA Pathfinder akhirnya dilancarkan pada 2 Disember, ia akan bergerak ke orbit halus 310,600 dan 497,000 batu lebar, 932,000 batu jauhnya dari Bumi. Fase operasi misi itu mestilah kira-kira enam bulan, tetapi boleh dilanjutkan untuk setahun lagi untuk melakukan lebih banyak pengukuran yang berkaitan dengan relativiti umum.

Walaupun misi ini mungkin tidak menghasilkan buzz kajian NASA tentang Mars semakin mendapat sekarang, implikasinya mungkin jauh lebih mendalam terhadap ruang dan penyelidikan fizik. Jika ujian LISA Pathfinder berjaya, ini bermakna kita akan menjadi satu langkah lebih dekat untuk melihat manusia membina sebuah klinik yang beroperasi di ruang angkasa. Ini bermakna kita akan dapat melihat sesuatu yang fizik terbesar di dunia hanya dapat berteori. Hanya dua dekad lalu, ini tidak dapat difikirkan. Menjelang 2034, ia boleh (sememangnya) menjadi realiti.