LISA PATHFINDER na ceste k vysvetleniu gravitačných vĺn

, Autor:
Sondu LISA Pathfinder Európskej vesmírnej agentúry vyniesla raketa Vega z európskeho kozmodrómu v Kourou vo Francúzskej Guyane na svoju cestu za ukážkou technológie na pozorovanie gravitačných vĺn z vesmíru.

Kredit: ESA

Gravitačné vlny sú akýmsi zvlnením plátna časopriestoru a v predošlom storočí boli predpovedané Albertom Einsteinom a jeho Všeobecnou teóriou relativity z 2.decembra 1915.

Einsteinova teória predpovedá, že tieto fluktuácie by mali byť univerzálne a generované zrýchľujúcimi masívnymi objektmi. Avšak nakoľko sú nepatrné, doteraz priamo zaznamenané neboli. Napríklad zvlnenia spôsobené párom obiehajúcich sa čiernych dier by pravítko dlhé milión kilometrov natiahli o menej ako veľkosť atómu.

LISA Pathfinder bude testovať výnimočnú technológiu potrebnú na pozorovanie gravitačných vĺn z vesmíru. V jej jadre sú dve identické zlato-platinové kocky s veľkosťou 46mm vzdialené od seba 38cm, izolované od všetkých vonkajších aj vnútorných síl, ktoré by na ne mohli pôsobiť, okrem jednej: gravitácie.

Počas tejto misie budú kocky vystavené najrýdzejšiemu voľnému pádu, aký bol kedy vo vesmíre uskutočnený a budú monitorované ich relatívne pozície s úžasnou presnosťou, čím budú položené základy pozorovania gravitačných vĺn vo vesmíre.

Budúce takéto misie budú kľúčovými partnermi pozemských stanovíšť, ktoré už hľadajú týchto nepolapiteľných kozmických poslov. Vesmírne a pozemské experimenty sú citlivé na rôzne zdroje gravitačných vĺn a oba otvárajú nové možnosti pre štúdium niektorých z najmocnejších fenoménov vesmíru.

Nosná raketa Vega sa vzniesla zo Zeme o 04:04 GMT (05:04 CET). O približne sedem minút neskôr, po oddelení prvých troch stupňov, prvý zážih vrchného stupňa Vegy začal poháňať sondu LISA Pathfinder na nízku orbitu a nasledoval ďalší zážih po približne jednej hodine a štyridsiatich minútach letu.

Raketa sa oddelila od vrchného stupňa o 05:49 GMT (6:49 CET). Potom dozorcovia v operačnom centre ESA v nemeckom Darmstadte prevzali kontrolu.

V nasledujúcich dvoch týždňoch sa vesmírne plavidlo samo vynesie na najvyšší bod orbity pomocou šiestich kritických zážihov.

Konečný zážih poženie plavidlo k jeho operačnej pozícii obiehajúcej okolo stabilného virtuálneho bodu vo vesmíre nazývaného L1 približne 1,5 milióna kilometrov od Zeme smerom k Slnku.

Očakáva sa, že sonda LISA Pathfinder dosiahne túto pozíciu po približne 10 týždňoch po vypustení, čiže niekedy v polovici februára. Po finálnych kontrolách začne počiatkom marca svoju šesťtýždňovú vedeckú misiu.

Na ceste ku cieľovej orbite budú kocky uvoľnené z uzamykacích mechanizmov, ktoré ich držia na mieste počas štartu a aj samotnej cesty. Hneď, ako budú na orbite okolo L1, odomknú sa posledné mechanizmy a kocky tak už nebudú v mechanickom kontakte so sondou.

Zložitý systém laserových lúčov odrážajúcich sa od kociek bude merať, ako blízko skutočnému voľnému pádu sa kocky nachádzajú s takou presnosťou, aká sa predtým nikdy vo vesmíre nedosiahla – na miliardtinu milimetra.

„Základný výskum sa pokúša porozumieť nášmu svetu“, vraví Johann-Dietrich Woerner, generálny riaditeľ ESA.

„Einsteinove teoretické objavy sú stále veľmi pôsobivé. Sondou LISA Pathfinder sa budeme snažiť urobiť ďalší krok k potvrdeniu jednej z Einsteinových predpovedí: gravitačných vĺn.“

Sama sonda bude aktívnou súčasťou experimentu zapaľovaním miniatúrnych pomocných trysiek približne 10 krát za sekundu na zrovnanie svojej pozície a na zabránenie kontaktu s kockami, a teda ich aj bude chrániť pred silami, ktoré by im bránili pohybovať sa iba pôsobením gravitácie.

Ak tieto výnimočne presné merania a operácie môžu môcť byť vykonané sondou LISA Pathfinder, otvoria sa dvere k vybudovaniu budúceho vesmírneho observatória schopného detekovať nepatrné narušenia časopriestoru produkované gravitačnými vlnami, ktorých predpokladaná veľkosť je pár desiatok miliardtin milimetra na vzdialenosť miliónov kilometrov.

„Gravitačné vlny sú pre astronómov ďalšími priekopníkmi. Celé miléniá sme sa pozerali na vesmír iba vo viditeľnom svetle a v celom elektromagnetickom spektre ho skúmame len posledné storočie.“,  hovorí Alvaro Giménez Cañete, riaditeľ ESA pre vedecký a robotický výskum.

„Ale testovaním Einsteinových predpovedí spred sto rokov pomocou sondy LISA Pathfinder si dláždime cestu k fundamentálne novému oknu vesmíru.“

LISA Pathfinder bude pracovať ako vesmírne fyzikálne laboratórium. Počas šiestich mesiacov budú vedci intenzívne analyzovať dáta získané na Zemi z každého dňa misie, aby mohli na nasledujúcich pár dní plánovať experimenty so sondou.

„Po mnohých rokoch vývoja a testovania na zemi sa tešíme na záverečný test, ktorý môže byť uskutočnený iba vo vesmíre.“, hovorí Paul McNamara, vedec v projekte LISA Pathfinder.

„O pár týždňov budeme skúmať povahu gravitácie vo vesmíre, naberajúc sebavedomie k budovaniu kompletného vesmírneho observatória na budúce štúdium gravitačného vesmíru.“

Sondu zostavil priemyselný tím vedený hlavným dodávateľom Airbus Defense & Space Ltd. Airbus Defense & Space GmbH poskytlo náklad integrovaného balíka technológie LISA a konzorcium európskych spoločností a výskumných inštitútov zabezpečilo jeho subsystémy. NASA poskytla prídavný hardvér a softvér podieľajúci sa na misii osvedčovaním alternatívneho technologického prístupu, ktorý zabraňuje kontaktu sondy s testovacou masou.

„Integrovanie sondy LISA Pathfinder prinieslo mnoho výziev a sme neskutočne šťastní, že vidíme náš priekopnícky stroj konečne vo vesmíre pripravený vydať sa na cestu k L1, kde bude dláždiť cestu novej triede budúcich vesmírnych projektov, “ uzaviera César García Marirrodriga, manažér projektu LISA Pathfinder.

O NOSNEJ RAKETE

Vypustenie sondy LISA Pathfinder bol posledný z piatich zamýšľaných letov na preukázanie spôsobilosti a flexibility nosného raketového systému Vega ako časti programu ESA VERTA (Vega Research and Technology Accompainment).

Počas programu VERTA Vega potvrdila svoju všestrannosť doručovaním nákladov na rôzne orbity demonštrujúc plný rozsah možných misií.

ESA bola zodpovedná za všetky VERTA misie, ktoré vylepšili konfiguráciu raketového systému a jeho činnosť.

Štarty Vegy v roku 2015 (IXV, Sentinel-2A a LISA Pathfinder) ukázali kapacitu systému na dosiahnutie troch misií za rok, poskytli zákazníkom spoľahlivosť a pomohli spoločnosti Arianespace udržať si svoju vedúcu pozíciu v tomto trhovom sektore.

Raketový program Vega je teraz plne kvalifikovaný a pripravený na komerčné využívanie spoločnosťou Arianespace.

O EURÓPSKEJ VESMÍRNEJ AGENTÚRE

ESA poskytuje Európe vstupnú bránu do vesmíru.

Je to medzivládna organizácia založená v roku 1975 s cieľom formovať vývoj vesmírnej spôsobilosti Európy a zabezpečiť, aby investície do vesmíru prinášali benefity obyvateľom Európy a sveta.

ESA má 22 členských štátov: Rakúsko, Belgicko, Česká Republika, Dánsko, Estónsko, Fínsko, Francúzsko, Nemecko, Grécko, Maďarsko, Írsko, Taliansko, Luxembursko, Holandsko, Nórsko, Poľsko, Portugalsko, Rumunsko, Španielsko, Švédsko, Švajčiarsko a Spojené Kráľovstvo, z ktorých je 20 členmi EU.

ESA založila formálne spolupráce so siedmimi ďalšími členskými štátmi EU. Kanada sa zúčastňuje niektorých programov ESA v rámci súhlasu so spoluprácou.

Koordinovaním finančných a intelektuálnych zdrojov svojich členov sa môže ESA ujať programov a aktivít ďaleko za obor a možnosti ktorejkoľvek európskej krajiny. S EU pracuje najmä na implementácii programov Galileo a Copernicus.

ESA vyvíja nosné rakety, vesmírne plavidlá a pozemné zariadenia potrebné na udržanie Európy v prvej línii globálnych vesmírnych aktivít.

Dnes ESA vyvíja a vypúšťa satelity na pozorovanie Zeme, navigáciu, telekomunikáciu a astronómiu, vysiela sondy do ďalekých kútov Slnečnej sústavy a spolupracuje na skúmaní vesmíru ľuďmi.

 

Tlačovú správu ESA preložila Júlia Horilová.