Нидерланды планируют создать лазерный указатель для космической миссии Европейского космического агентства по изучению черной дыры

Нидерланды намерены разработать космический лазерный указатель для миссии Европейского космического агентства по изучению черных дыр

Нидерландская организация по прикладным научным исследованиям (TNO) получила €1,39 млн на завершение разработки своего механизма точного лазерного наведения. Это будет поддерживать одну из самых амбициозных миссий Европейского космического агентства (ЕКА): трассирование и изучение черных дыр с целью раскрытия истории Вселенной — самая сложная головоломка человечества.

Конкретно, так называемый ЛИСА (LISA) будет первым космическим обсерваторией, разработанной для изучения гравитационных волн. Это волны в пространственно-временном континууме, которые возникают во время самых мощных космических событий, например, слияния или столкновения пар сверхмассивных черных дыр.

В последние годы на земные обсерватории удалось обнаружить только низкочастотные гравитационные волны. Но слияния сверхмассивных черных дыр, события, происходившие сразу после Большого взрыва, и нейтронные звезды, вращающиеся вокруг черных дыр между галактиками, порождают крайне высокочастотные гравитационные волны. Эти волны также настолько длинные, что могут быть обнаружены только космическими обсерваториями, простирающимися на миллионы километров.

ЛИСА будет находиться в гелиоцентрической орбите на расстоянии в 50 миллионов километров от Земли. Она будет состоять из трех отдельных космических аппаратов, расстояние между которыми составит около 2,5 миллиона километров. Чтобы понять масштаб, расстояние между нашей планетой и Луной составляет 385 тысяч километров.

Миссия ЕКА ЛИСА, три космических аппарата, расположенных в треугольной формации
Анимация ЛИСА в космосе. Авторские права: Astrium GmbH

Расположение трех космических аппаратов будет рассчитываться с помощью лазерной интерферометрии, что является ключевым для измерения малейших отклонений, вызванных проходящими гравитационными волнами. По этой причине каждый аппарат будет иметь свой лазер — и вот здесь вступает в действие технология лазерного наведения TNO.

Механизм организации, называемый PAAM (Point Ahead Angle Mechanism), разработан для обеспечения точной настройки трех лазерных лучей, то есть чтобы свет попадал в точно правильное место, несмотря на расстояние в 2,5 миллиона километров.

Механизм лазерной указки TNO для миссии ЛИСА ЕКА
Механизм PAAM, отображенный рядом с шариковой ручкой для сравнения размеров. Авторские права: TNO

Финансирование в размере €1,39 млн, поддержанное Нидерландским космическим бюро (NSO), позволит TNO протестировать уровни радиации и вибрации прототипа, чтобы убедиться, что он может выдержать запуск и сложные условия в космосе. Это также предполагает сотрудничество с исследовательской организацией SRON (Нидерландским институтом космических исследований) по электронике механизма.

«Продолжение нидерландского вклада в ЛИСА обеспечивает ценный доступ к данным для ученых и способствует нашему пониманию Вселенной», — сказал Кис Бейсрогге, директор отдела космических исследований TNO. «В то же время это укрепляет наше глобальное лидерство в инновационной оптике высокой точности, что способствует технологическому и экономическому положению Нидерландов».

Со временем механизм PAAM будет передан консорциуму ЛИСА для интеграции в тестовую модель. Миссия ЕКА, вероятно, начнется в середине 2030-х годов — и в случае успеха она может раскрыть создание ранней Вселенной и пролить еще больший свет на наше место в космосе.