องค์การอวกาศยุโรปประสบความสำเร็จในการเปิดตัว LISA Pathfinder ยานอวกาศที่ออกแบบมาเพื่อสาธิตเทคโนโลยีสำหรับการสังเกตคลื่นความโน้มถ่วงในอวกาศ การเปิดตัวเกิดขึ้นที่สถานีอวกาศของยุโรปใน Kourou เฟรนช์เกียนาบนจรวด Vega ในเวลา 4:04 GMT ในวันที่ 3 ธันวาคม (10:04 pm EST 2 ธันวาคม), 2015
คลื่นความโน้มถ่วงเป็นระลอกคลื่นในกาลอวกาศซึ่ง Albert Einstein ทำนายไว้ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของเขา จนถึงตอนนี้เนื่องจากมันมีขนาดเล็กมากและสลัวมากคลื่นความโน้มถ่วงได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นสิ่งที่เข้าใจยาก เทคโนโลยีที่จำเป็นในการตรวจจับพวกมันมีความไวสูงจึงยากต่อการคิดวางแผนและสร้าง
ภารกิจ LISA Pathfinder กำลังทดสอบเทคโนโลยีเพื่อดูว่าเป็นไปได้หรือไม่ที่จะตรวจจับคลื่นที่เกิดจากเหตุการณ์ความโน้มถ่วงเช่นการชนกันของหลุมดำสองแห่งซูเปอร์โนวาหรือดาวที่หมุนรอบตัวอย่างสั่นคลอน
เหตุการณ์เช่นนี้ควรทำให้เกิดความผิดเพี้ยนเล็กน้อยในโครงสร้างของอวกาศและคาดการณ์ว่าการเปลี่ยนแปลงเล็ก ๆ เหล่านี้จะสามารถตรวจพบได้ อย่างไรก็ตามความแม่นยำในการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงนั้นไม่ธรรมดา ตัวอย่างของคลื่นความโน้มถ่วงเล็ก ๆ : ระลอกคลื่นที่ปล่อยออกมาจากหลุมดำที่โคจรรอบคู่จะยืดไม้บรรทัดยาวหนึ่งล้านกิโลเมตรโดยมีขนาดน้อยกว่าขนาดอะตอม
LISA Pathfinder จะใช้เลเซอร์พิเศษและ interfermeter เพื่อวัดระยะทางระหว่างก้อนทองคำที่ลอยอยู่กับทองคำสองก้อนซึ่งจะถูกปล่อยออกสู่ห้องสูญญากาศสองห้องที่ห่างกัน 38 ซม. ระหว่างห้องเหล่านี้เป็นเครื่องตรวจจับสัญญาณรบกวน ก้อนจะมีค่าเท่ากับการเหวี่ยงและดังนั้นจึงเป็นอิสระจากกองกำลังภายนอกและภายในทั้งหมดที่กระทำกับพวกเขายกเว้นแรงโน้มถ่วง เครื่องตรวจจับจะตรวจสอบตำแหน่งสัมพัทธ์ของลูกบาศก์เพื่อความแม่นยำสูง การทดสอบเหล่านี้จะวางรากฐานสำหรับหอสังเกตการณ์คลื่นความโน้มถ่วงในอนาคตในอวกาศ
ดูวิดีโอด้านล่างสำหรับคำอธิบายโดยละเอียดและการสร้างภาพข้อมูลว่า LISA Pathfinder จะทำงานอย่างไร:
การช่วยให้ยานอวกาศยังคงมีความเสถียรเป็นสิ่งที่สำคัญที่สุดในการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงดังนั้นการทดสอบในภารกิจนี้ก็คือระบบลดการรบกวน (DRS) ของนาซ่าซึ่งเป็นเทคโนโลยีทรัสเตอร์ที่ช่วยให้ตำแหน่งของยานอวกาศมีการปรับอย่างต่อเนื่อง ก้อนทดสอบ เมื่อใช้เลเซอร์ตำแหน่งของมวลทดสอบแบบลอยตัวได้อย่างอิสระจะถูกวัดโดยเครื่องมืออินเตอร์เฟอโรมิเตอร์เพื่อความแม่นยำที่ 100,000 ของความกว้างของเส้นผมมนุษย์
อีกครั้ง LISA Pathfinder จะไม่ตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงโดยตรง แต่จะแสดงให้เห็นถึงเทคโนโลยีที่จำเป็นในการสังเกตการณ์ ยานอวกาศจะได้รับการว่าจ้างเป็นเวลาหกสัปดาห์ในขณะที่มุ่งหน้าไปยัง Lagrange Point L1 ประมาณ 930,000 ไมล์ (1.5 ล้านกิโลเมตร) จากโลกไปในทิศทางของดวงอาทิตย์ จากนั้นจะมีการสาธิตเทคโนโลยีแปดเดือน
หากทุกอย่างไปได้ดีหอสังเกตการณ์ยานอวกาศขนาดเต็มในอนาคตสามารถใช้เซ็นเซอร์ชนิดเดียวกันได้ แต่พวกมันจะอยู่ในยานอวกาศสามลำที่แยกกันด้วยระยะทางประมาณ 600,000 ไมล์ (1 ล้านกิโลเมตร) นักวิทยาศาสตร์สามารถวัดได้ว่าคลื่นความโน้มถ่วงเปลี่ยนระยะห่างระหว่างมวลทดสอบซึ่งจะมีความแตกต่างในขนาดของ picometers (หนึ่ง picometer คือหนึ่งล้านล้านส่วนของเมตร)
ข้อมูลเพิ่มเติม: เอกสารข้อเท็จจริงของ ESA LISA Pathfinder, JPL
