Agentura NASA se pochlubila dalším krokem ve vývoji nového celoskleněného teleskopu pro misi LISA (Laser Interferometer Space Antenna), tedy kosmickou observatoř navrženou k detekci vlnění časoprostoru, které známe jako gravitační vlny. Společnost L3Harris Technologies má pro NASA navrhnout, sestavit a integrovat nový teleskop. Tento zkušební exemplář, označovaný jako Engineering Test Unit, představuje poslední krok před výrobou letového hardwaru.

Mise LISA, kterou vede Evropská kosmická agentura, má odstartovat zhruba v polovině 30. let. NASA se jako partner projektu podílí na dodávkách teleskopů a dalšího klíčového hardwaru a poskytuje také inženýrskou a vědeckou podporu. Cílem mise je lépe porozumět tomu, jak vesmír funguje. Misi LISA bude tvořit trojice sond, které budou na oběžné dráze kolem Slunce následovat Zemi, přičemž budou uspořádány do velkého rovnostranného trojúhelníku s délkou strany 2,5 milionu kilometrů. Každá sonda bude vybavena dvěma teleskopy, které budou vysílat infračervené laserové paprsky ke zbývajícím dvěma sondám a zároveň přijímat jejich signály. Pomocí těchto paprsků budou sondy měřit změny svých vzájemných vzdáleností, v nichž se projeví průchod gravitačních vln.

„Tyto změny jsou nepatrné, menší než průměr atomu helia, ale jejich prostřednictvím LISA odhalí mnoho nízkofrekvenčních gravitačních vln, které současné pozemské observatoře nedokážou zachytit,“ říká Ira Thorpe, vědec NASA z Goddardova střediska v marylandském Greenbeltu zapojený do tohoto projektu, a dodává: „Mise LISA bude schopná detekovat slučování gigantických černých děr vzdálených miliardy světelných let, mapovat dvojice kompaktních objektů – bílých trpaslíků, neutronových hvězd a hvězdných černých děr – v našem kosmickém sousedství a možná přinese nové poznatky o samotné gravitaci.“

Každý teleskop bude kompletně vyroben z jantarově zbarveného sklokeramického kompozitu označovaného jako Zerodur. Tento materiál se hojně využívá tam, kde je zapotřebí vysoká přesnost, protože si v širokém rozmezí teplot zachovává svůj tvar a rozměry. V roce 2024 firma L3Harris dodala agentuře NASA vývojový prototyp, který posloužil jako základ pro tento další krok. „Vystavili jsme prototyp důkladným zkouškám a vše, co jsme se při nich naučili, nyní uplatňujeme při vývoji tohoto nového teleskopu,“ říká Ritva Keski-Kuha, vedoucí programu teleskopu pro misi LISA z Goddardova střediska, a dodává: „Půjde o náš poslední zkušební exemplář před výrobou letového hardwaru a náš první optický teleskop, který dodáme ESA.“ V červnu letošního roku tým dodal konstrukční model teleskopu vyrobený z kovu namísto skla.

Gravitační vlny předpověděl už Albert Einstein v roce 1916 v rámci obecné teorie relativity. Poprvé byly detekovány pozemskými observatořemi v roce 2015. Tyto vlny vznikají při zrychleném pohybu hmotných objektů, například když dvě hvězdy obíhají kolem sebe. Šíří se časoprostorem rychlostí světla a hmota, kterou na své cestě potkávají, je téměř neovlivňuje. Tyto vlastnosti z nich dělají cenný nástroj pro studium vesmíru.

Součástí sond mise LISA budou volně se vznášející krychle ze slitiny zlata a platiny, označované jako testovací hmota (anglicky proof mass). Sondy budou svým pohybem sledovat tyto krychle a zajišťovat jim takové prostředí, aby se mohly pohybovat volným pádem pouze pod vlivem gravitace. V roce 2016 mise LISA Pathfinder Evropské kosmické agentury prokázala, že je možné snížit působení negravitačních sil na testovací hmoty na úroveň potřebnou k detekci gravitačních vln. Příspěvek NASA zahrnuje také laserový systém, zařízení pro regulaci elektrického náboje hromadícího se na testovacích hmotách, analýzy dat pro identifikaci a charakterizaci jednotlivých zdrojů gravitačních vln a další vědeckou a inženýrskou podporu.

Přeloženo z:

https://science.nasa.gov/

Zdroje obrázků:

https://assets.science.nasa.gov/…/LISA_key_visual_ESA_lg_ac.jpg

https://science.nasa.gov/wp-content/uploads/2024/10/gsfc-20240520-lisa-000535.jpg

https://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a010000/a014600/a014698/GSFC_20240520_LISA_000533.jpg