LISA探路者自由漂浮的检验立方体

[ 录入者:Melipal | 时间:2016-03-13 17:14:55 | 作者:Melipal 译 | 来源:ESA | 浏览:1160次 ]

原文标题:Test cubes floating freely inside LISA Pathfinder

原文来自:ESA   Posted: 2016. 2. 16  

编译:Melipal   审校:Linq (编译版权所有,未经许可请勿转载。)

ESA的LISA探路者卫星释放了两枚金铂合金立方体,很快将开始它那苛刻的科学任务:将两枚检验质量置于迄今实现的最精确的自由落体环境中,来论证空间引力波观测所需的技术。

自由漂浮在太空中。(图片版权:ESA/ATG medialab)

LISA探路者于2015年12月3日发射,并于今年1月22日抵达了工作地点,这里位于地球朝向太阳的方向上,距离地球大约150万千米。

现在卫星及其宝贵载荷的测试在继续,而16日卫星通过了一个重要的里程碑。置于卫星核心的两枚检验质量(一对完全相同的金铂合金立方体,边长46毫米)第一次在距离容器侧壁数毫米的地方实现了自由漂浮。这两枚立方体彼此距离38厘米,之间只由激光束联结。

在LISA探路者卫星的整个地面测试、发射、点火提升轨道以及前往工作地点的6周飞行期间,两枚立方体都由8个锁住顶角的“棘爪”牢牢抓住。

2月3日,锁定棘爪被收回,同时一个阀门被打开,让立方体周围的残余气体泄入太空之中。

两枚立方体仍旧在一对棒状结构的支撑下停留在容器中央,这对支撑棒从相对的两侧轻轻推挤着立方体。

15日,其中一枚检验质量的棒状结构最终被撤去,而16日另一枚检验质量的支撑棒也被撤出,让立方体自由漂浮,而与卫星不存在任何机械接触。

LISA探路者载荷内的检验质量。(图片版权:ESA/ATG medialab)

ESA的任务科学家保罗·麦克纳马拉(Paul McNamara)说:“这就是我们将检验立方体发射到太空中去的原因:再现在地球引力场中不可能实现的条件。

“只有在这样的条件下,我们才能尽最大的可能检验自由落体。我们已经迫不及待地使用这座迷人的引力实验室来开始从事实验了。”

再等上一周,检验立方体才能完全交付给引力作用,而不会受其他作用力的影响。在此之前,微弱的静电力施加其上,让它们四处运动,保证它们可以跟着航天器一起飞过太空,原因是航天器会受到阳光光亚等外界作用力的微小扰动。

到了2月23日,小组会第一次将LISA探路者切入科学模式,而相反的含义将成为现实:检验立方体将处于自由落体状态,而卫星将开始感知自身在外界作用力下朝向立方体的一切运动。微型推进器将施加微小的位移,以保证卫星以其中的一个检验质量为中心。

随后科学家将开始为期数月的实验,来检验这两个自由下落的检验质量可以以多高的精度保持相对彼此的位置,并使用联结二者的激光进行测量。

大致说来,所需的精度在1米的百万分之一的百万分之一的量级上。

ESA的项目经理塞萨尔·加西亚·马里罗德里加(César García Marirrodriga)说:“在整个任务期间,检验任务的质量显然是最关键的操作,原因是在地面上,由于微小的作用力以及运动的影响,我们是不可能完全对其进行测试的。我们因为这一世界级的成就感到非常高兴。

“这是大型团队创新与专注的证明,他们建立起了这座非凡的太空实验室。”

在最终的检验之后,LISA探路者将于3月1日开始科学工作,证实空间引力波观测所需的一项关键技术。

引力波是时空本体的微小起伏,阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论预言了它的存在,最近激光干涉引力波观测台第一次直接观测了它的存在——这一新闻上周引发了世界范围内的关注。

在引力波的存在得到证实之际,地面实验可以探测来自一对恒星残骸(如中子星或黑洞)的并合等宇宙现象的高频引力波。然而为了观测不同的天体(如大型星系中心特大质量黑洞的并合)发出的低频引力波,有必要将搜索转移到太空。

太空中的LISA探路者。(图片版权:ESA–C.Carreau)

在这里,一架未来的引力波天文台(已经被ESA的宇宙视野计划确定为L3任务的目标)将测量百万千米距离上小到难以置信的百万分之一米的百万分之几幅度上时空本体的扭曲。

来自意大利特伦托(Trento)大学的LISA技术装置组首席研究员史蒂芬诺·维塔尔(Stefano Vitale)说:“在这个非凡的月份里,LISA探路者检验质量的释放是引力波天文学中的另一大步。检验质量第一次悬浮在了轨道上,等待测量。”

在未来的几个月里,LISA探路者将证实未来空间引力波天文台所需的关键条件:通过将两个立方体隔绝于引力之外的一切内外作用力,将检验质量以空前的精度置于自由落体环境下。请保持关注!

(全文完)

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