LISA Pathfinder exceluje

Evropská sonda LISA Pathfinder nemá snadný úkol – jelikož jde o technologický demonstrátor, který má ověřit nové technologie, nemůže se pochlubit krásnými fotkami, které by jí zajistily místo na výsluní zpravodajských serverů. Přesto je její mise ohromně důležitá. Díky této sondě můžeme ověřit technologie, které nám jednou umožní lépe prostudovat gravitační vlny. Je proto velmi potěšující, že Vám můžeme přinést dnešní článek, který ukáže, že si malá sonda vede lépe, než se čekalo.

LISA Pathfinder obíhá kolem libračního centra L1 soustavy Slunce – Země, které je vzdálené zhruba milion a půl kilometrů od naší planety. Zde je umístěna do stavu téměř ideálního volného pádu a s pomocí superjemných manévrovacích systémů se snaží udržovat směr tak, aby se její vnitřní stěny nedotýkaly dvou vnitřních krychlí ze slitiny zlata a platiny. Díky tomuto stavu křehké rovnováhy může naslouchat slabým, nízkofrekvenčním vibracím ze vzdáleného vesmíru.

Na konci loňského roku se specialistům podařilo gravitační vlny detekovat na pozemním detektoru, ale význam kosmických observatoří to nesnížilo, právě naopak. Nyní již víme, že gravitační vlny existují a možná se ve třicátých letech dočkáme mimořádně smělé mise, jejíž rozlišovací schopnost bude ještě lepší než u LISA Pathfinder – bez přehánění by se mohl otevřít úplně nový obor astronomie.

Gravitační vlny nevidíme - tato vizualizace ale ukazuje jejich šíření prostorem

Gravitační vlny nevidíme – tato vizualizace ale ukazuje jejich šíření prostorem
Zdroj: http://static1.techinsider.io/

„Na pozorování gravitačních vln je krásné, že to funguje jinak, než v astronomii optické, kdy k pozorovanému objektu otočíme objektiv našeho teleskopu. Spíše bychom to mohli přirovnat k všesměrovému mikrofonu. Prostě „slyšíte“ všechno, co se stane,“ vysvětluje astrofyzik Fabio Favata, který má v Evropské kosmické agentuře na starosti sekci vědecké koordinace.

Gravitační vlny předpověděl už Albert Einstein ve své teorii obecné relativity – tyto neviditelné vlny vytváří pohyb mimořádně hmotných objektů jako jsou třeba slučující se černé díry. Tyto vlny pak cestují vesmírem rychlostí světla a pokud je chceme detekovat, musíme sledovat oblast velmi nízkých frekvencí. K tomu zase potřebujeme velké observatoře – v řádu minimálně kilometrů, ale spíše stovek a tisíců kilometrů.

Zatímco pozemní observatoř LIGO, která vloni detekovala gravitační vlny vzniklé slučováním černých děr 1,3 miliardy světelných let daleko, má ramena dlouhá 4 kilometry, uvažovaná kosmická observatoř sestávající ze tří sond by vytvořila trojúhelník o straně dlouhé zhruba 5 milionů kilometrů. Jenže tato mise je natolik technologicky náročná a využívá tolika nových a neozkoušených principů, že už nyní musíme začít s přípravou, kterou zajišťuje právě sonda LISA Pathfinder.

„Dnes již víme, že gravitační vlny existují a že jsou zachytitelné. Díky sondě LISA Pathfinder víme, že máme dostatečnou citlivost pro jejich pozorování ve vesmíru,“ popisuje Fabio Favata. Sonda byla vypuštěna vloni v prosinci a měsíc a půl jí trvala cesta do libračního centra. Stroj za zhruba 630 milionů dolarů byl postaven hlavně z evropských peněz, ale částečně se podílely i Spojené státy.

Srdce sondy - dva válce ukrývají dvě krychle ze zlata a platiny

Srdce sondy – dva válce ukrývají dvě krychle ze zlata a platiny
Zdroj: http://www.skyandtelescope.com/

Dvě zlato-platinové krychle uvnitř sondy byly v průběhu února uvolněny z držáků, které je kotvily na místě během startu. Byla to velmi komplikovaná procedura,  která nakonec skončila úspěšným uvolněním obou dvoukilogramových bloků se stranou délky 46 milimetrů. Pak přišla klíčová část experimentu – bude sonda, která krychle obklopovala, schopná udržet konstantní stav téměř ideálního volného pádu? Tato vědecká fáze má trvat půl roku a začala letos v březnu.

LISA Pathfinder používá k drobným korekcím své dráhy systém slabých trysek na stlačený dusík, díky kterým sonda slabě mění svou orientaci, aby odpovídala tomu, jak se pohybují volně letící krychličky uvnitř. Akcelerometry na palubě sondy měřily velmi přesně všechny pohyby, které na sondu působily. Řídící počítač pak tyto údaje zpracovával a posílal pokyny manévrovacím tryskám, aby se vnitřní stěny nedotkly testovacích krychlí.

„Taková technologie není snadná,“ vysvětluje Alvaro Gimenéz, ředitel vědecké sekce v Evropské kosmické agentuře a dodává: „Musíte používat korekční trysky pro kompenzování vnějších vlivů, které na sondu působí. Přesnost měření pro tyto kompenzační korekce je tak vysoká, že ještě nikdy dříve se nic podobného nezkoušelo. právě proto je LISA Pathfinder unikátní mise.“

Nakonec se ukázalo, že sonda udržovala testovací objekty ve stavu volného pádu pětkrát přesněji, než bylo potřeba. „Tohle je úroveň přesnosti, která je potřebná pro budoucí detekci nízkofrekvenčních gravitačních vln na kosmické observatoři,“ říká s radostí Alvaro Gimenéz. „Tahle měření předčila i naše nejoptimističtější očekávání. Už během prvního dne jsme dosáhli plánované cílové přesnosti celé sondy. V dalších týdnech jsme se proto pokusili výsledky ještě zlepšit – povedlo se nám to hned pětkrát,“ chlubí se vědec Paul McNamara, který se podílí na programu LISA Pathfinder.

Cesta laserů v sondě LISA Pathfinder

Cesta laserů v sondě LISA Pathfinder
Zdroj: https://directory.eoportal.org

Laserový interferometr, který konstantně měří vzdálenost mezi oběma kostkami předčil očekávání také. „Naším cílem bylo dosáhnout přesnosti měření změn vzdálenosti v časovém horizontu minut až hodin na úrovni pikometrů (biliontiny metru), což je zlomek velikosti atomu,“ popisuje Martin Hewitson z Institutu Maxe Plancka pro gravitační fyziku při Leibniz University v německém Hannoveru. Ve skutečnosti dokázala LISA Pathfinder pomocí svých laserů měřit změny vzdálenosti s přesností na femtometry, což je jedna biliardtina metru a odpovídá zhruba průměru atomového jádra. Oproti původně očekávaným pikometrům jde o tisíckrát vyšší přesnost.

Aby těch čísel, nebylo málo, přidáme ještě jednu hodnotu, kterou se Evropská kosmická agentura v rámci nedávno vydaného prohlášení ráda pochlubila – LISA Pathfinder je 10 000× stabilnější, než jakýkoliv jiný satelit, který byl kdy dříve vypuštěn na vědeckou misi.

Evropská kosmická agentura přišla s návrhem sondy LISA Pathfinder v roce 2004 a tehdy se počítalo se startem v roce 2008. Ovšem kvůli technicky náročnému systému kontrolních trysek, nebo jistícího systému, který měl kostky držet na místě během startu si vyžádaly odklady. Sonda dostala jméno podle projektu Laser Interferometer Space Antenna, tedy LISA, což byl původní název celého finálního programu, který počítal s obřím virtuálním trojúhelníkem, který jsme si popsali na začátku článku.

Teoretická podoba budoucí observatoře gravitačních vln

Teoretická podoba budoucí observatoře gravitačních vln
Zdroj: http://ichef.bbci.co.uk/

Na tomto konceptu pracovali společně odborníci z NASA a ESA, přičemž Evropská strana se v roce 2013 rozhodla, že v roce 2028 vypustí velký projekt založený na sledování vesmíru v rentgenovém spektru a pravděpodobně v roce 2034 vypustí detektor gravitačních vln podobný původně plánovanému projektu LISA. Zatímco pozemní detektor LIGO dokáže detekovat gravitační vlny s frekvencí okolo 100 Hz, kosmický detektor by se mohl dostat až k frekvenci 0,1 mHz. Bylo by tak možné pokrýt mnohem větší spektrum gravitačních vln.

Čím nižší frekvence sledujeme, tím energetičtější zdroje můžeme objevovat – třeba kolize supermasivních černých děr v centrech galaxií. Evropský projekt plánovaný na rok 2034 počítá se třemi sondami vzdálenými od sebe pět milionů kilometrů. Tyto sondy budou „spojeny“ pomocí laserů, které budou měřit nepatrné změny ve vzdálenosti sond. „Gravitační vlny mají na hmotu jen velmi malý vliv. A právě tuhle neskutečně malou změnu my potřebujeme změřit,“ popisuje astrofyzik Fabio Favata a dodává: „Abychom opravdu mohli měřit gravitační vlny, potřebujeme se na vzdálenost milionů kilometrů dostat na přesnost zlomku atomového průměru.“ Je přitom jasné, že sledované krychle uvnitř sond musí být ve stavu ideálního volného pádu, aby na ně nepůsobily jiné síly, než jen sledovaná gravitace.

Infografika k výsledkům sondy LISA Pathfinder

Infografika k výsledkům sondy LISA Pathfinder
Zdroj: http://www.esa.int/
Překlad: Autor

Na těch nejnižších frekvencích, které LISA Pathfinder dokáže měřit (pod 1 mHz) vědci zaznamenali malé odstředivé síly, které působily na testovací kostky. Podle expertů jde o šum způsobený několika vlivy – oběžnou dráhou sondy a interferencí se sledovači hvězd, které zjišťují pozici sondy v prostoru. Od 1 mHz do 60 mHz se v datech projevily účinky zbytkových molekul plynů, které zůstaly v komoře, která ukrývá pozorované krychle. Nárazy těchto molekul do krychlí pak citlivé lasery dokázaly zaměřit. Úroveň šumu na této frekvenci se podařilo snížit poté, co vědci poslali na sondu pokyn k vypuštění co nejvíce zbytkových plynů z komor ukrývajících krychle.

Jedna ze dvou zlato-platinových krychlí uvnitř sondy LISA Pathfinder

Jedna ze dvou zlato-platinových krychlí uvnitř sondy LISA Pathfinder
Zdroj: http://i.imgur.com/

Specialisté museli zohlednit také vliv kosmického záření, které dopadá na sondu a může nést elektrický náboj – to samozřejmě také může ovlivnit mimořádně citlivá měření. Už při stavbě proto sonda dostala ultrafialová světla, která mají zabránit nechtěným nabíjením testovacích objektů. „Nejenže vidíme, že testovací hmota je téměř nehybná, ale také jsme se dokázali zbavit většiny vnějších, rušivých sil,“ raduje se Stefano Vitale z univerzity v italském Trentu, který se podílí na misi LISA Pathfinder.

Sonda bude do konce června fungovat v současném režimu a poté by mělo být pomyslné ovládací žezlo předáno kolegům ze Spojených států, kteří vyzkouší jiné metody řízení sondy, což bude zajímavé z hlediska porovnání obou metod a jejich výsledků. Zatímco doposud sonda používala pro drobné korekce dráhy trysky se stlačeným dusíkem, americký systém využívá inovativní systém založený na principech elektrického pohonu, který by mohl najít uplatnění na příštích misích, které mají hledat gravitační vlny. Jde o speciální trysky, které využívají nabitých částic, takže se jim přezdívá „electrospray thrusters“. S pomocí tohoto manévrovacího systému by měla sonda být schopna měnit svou orientaci s přesností na velikost, která je srovnatelná s průměrem šroubovice molekuly DNA.

„Při přesnosti, jaké dosáhla LISA Pathfinder, by plnorozměrová observatoř dokázala detekovat vlnění způsobené slučováním supermasivních černých děr v centru kterékoliv galaxie ve vesmíru!,“ vysvětluje Karsten Danzmann, ředitel Ústavu Maxe Plancka a gravitační fyziky. Asi není potřeba zdůrazňovat, že podobný výzkum by byl zcela revoluční. „Toto slučování černých děr má velmi pravděpodobně vliv na celou strukturu vesmíru. Je to něco, co nevidíme. Je to něco, co funguje dobře podle teoretických modelů a co má přesah do komplexního chápání toho, jak se vesmír vyvíjel od oblaku plynů až po silně strukturovaný útvar, který vidíme dnes se spoustou galaxií, jejich svazků a celých hierarchických struktur,“ popsal nadšeně Fabio Favata.

Propojení tří sond pomocí laseru nebude vůbec jednoduché

Propojení tří sond pomocí laseru nebude vůbec jednoduché
Zdroj: https://tbunews.com

LISA Pathfinder sice předčila očekávání, ale na cestě k finálnímu kosmickému detektoru je ještě hodně dlouhá cesta se spoustou překážek. „Upřímně řečeno, mise, kterou dnes oslavujeme, je klíčovým krokem vpřed v rámci vývoje technologií pro kosmický detektor gravitačních vln, ale budeme potřebovat i další technologie, které zatím nemáme,“ popisuje Fabio Favata a doplňuje: „Jde především o lasery, které jsou potřebné ke komunikaci mezi sondami na vzdálenost 5 milionů kilometrů. Takto výkonný laser zatím nikdo nepostavil. V tomto směru jsme zatím nedosáhli potřebné energie, ani frekvenční přesnosti. Je to něco, na co se budeme muset v dalších letech zaměřit. Tyto lasery se budou zaostřovat pomocí teleskopů, protože je potřebujeme poslat na vzdálenost 5 milionů kilometrů, kde je zachytí jiná sonda. Celé optické zařízení musí dosahovat mimořádné rozměrové stability. Všechno musí být neskutečně stabilní – stačí aby jeden člen optické soustavy třeba vlivem tepelné roztažnosti trochu změnil svou velikost a druhá sonda už najednou laserový paprsek nezachytí.“

Zdroje informací:
http://www.esa.int/
http://spaceflightnow.com/

Zdroje obrázků:
http://www.astro.cz/images/obrazky/original/065739.jpg
http://static1.techinsider.io/…/gravitational-waves-black-holes-ligo-nsf.jpg
http://www.skyandtelescope.com/wp-content/uploads/LISA_Technology_Package.jpg
https://directory.eoportal.org/documents/163813/1979763/LisaPath_Auto1D.jpeg
http://ichef.bbci.co.uk/news/624/cpsprodpb/1097E/production/_85366976_lisa.jpg
http://www.esa.int/…/LISA_Pathfinder_performance.jpg
http://i.imgur.com/zm3Isye.jpg
https://tbunews.com/…/ESA-Lisa-pathfinder-three-spacecrafts-linked-by-laser.jpg

LISA Pathfinder exceluje, 2.5 out of 5 based on 41 ratings
Pin It
(Visited 2 385 times, 1 visits today)
Nahlásit chybu

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 2.5/5 (41 votes cast)
(Visited 2 385 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


43 komentářů ke článku “LISA Pathfinder exceluje”

  1. Radoslav Packa napsal:

    Taký mimozemský gravitačný mikrofón, tak to je výzva!

    Ďakujem za komplexné a výborné zhrnutie výsledkov LISA Pathfinder, ako aj budúcnosti LISA a eLISA. Teším sa na novinky v projektoch, ktoré sľubuje nadchádzajúce stretnutie odborníkov ESA-NASA.

  2. Spytihněv napsal:

    Fascinující záležitost. Už jen jemnost korekcí dráhy, aby se kostky nedotýkaly stěn komor, je úžasná. A to, že měření probíhá s přesností na pikometry a dokonce femtometry (pokusím se to zapsat: 0,000000000000001 metru), tak to nejsem vůbec schopen uchopit natož pochopit.

    • vedator napsal:

      Predpokladam, ze pojde o statisticku presnost, nie presnost dosiahnutu pri jednotlivom merani. Nic to vsak nemeni na fakte, ze uz teraz dosiahli presnost, ktoru budu potrebovat pri velkom interferometri. Na zaklade sucasnych vysledkov mozu uvazovat pri LISAe o smelsich planoch.

  3. Jaroslav Alois napsal:

    Domníval jsem se, že je to americký projekt s evropskou účastí.

    • Spytihněv napsal:

      NASA + ESA dělaly na původním projektu LISA (což je v podstatě to, co teď plánuje sama ESA na polovinu třicátých let a LISA Pathfinder je jakýsi předvoj), ale NASA v roce 2011 odstoupila.

  4. Rudolf Šíma napsal:

    Komunikace mezi sondami pomocí laserů na vzdálenost 5 000 000 km? Zase něco, co se úplně vymyká mojí představivosti. 🙁

    • Vojta napsal:

      Komunikace pomocí laserů na takovou vzdálenost není v principu problém. Uvažuje se i o laserové komunikaci na mnohem větší vzdálenosti (třeba k Marsu). Tady jde o laserové měření vzdálenosti na 5 miliónů kilometrů s přesností na méně než rozměr atomu. Sice jen v diferenci a ne absolutně, ale i tak je něco, co se vymyká i mé představivosti 😉

      • Rudolf Šíma napsal:

        Jasně, použil jsem větu z článku, možná mohlo být „kooperace“ místo „komunikace“, ale určitě jsem pochopil, že nejde o klasický přenos dat a náhradu praporků laserem. 🙂

  5. Dan napsal:

    Jen na okraj malé doplnění k systému stabilizace tohoto technologického demonstrátoru. Dusíkové trysky jsou hrubý nástroj pro udržení pozice, LISA Pathfinder disponuje i stabilizací pomocí nabitých kapiček, kterými hýbe v elektrickém poli, tento tah se počítá v mikronewtonech.

  6. Majkl napsal:

    „na vzdálenost 5 milionů kilometrů, kde je zachytí jiná sonda. Celé optické zařízení musí dosahovat mimořádné rozměrové stability. Všechno musí být neskutečně stabilní – stačí aby jeden člen optické soustavy třeba vlivem tepelné roztažnosti trochu změnil svou velikost a druhá sonda už najednou laserový paprsek nezachytí“

    Jen taková moje lajcká úvaha, ale co vím tak je vesmír plný malinkých úlomků a podobně a řekl bych, že na vzdálenost 5 mil. Km ten laser narazí na několik takovýchto překážek, které třeba jen krátkodobě přeruší nebo vychýlí světelný tok a světlo logicky nemůže dopadnout na druhou sondu. Co si o tom myslíte? Není to až moc ambiciozní projekt?

    • Radoslav Packa napsal:

      Mach a Šebestová tiež behali ambiciózne z odstrihnutým sluchátkom. 🙂
      Ono tých úlomkov je hlavne na obežnej dráhe okolo Zeme (za čo si môže ľudstvo) a na nejaké tisícinové prerušenie lúča určite bude program …
      Treba prekonávať „nemožné“ takže ja osobne ambicióznym plánom prajem.

      • Majkl napsal:

        Neříkám že to nejde 😀 Jen je to jediná komplikace na kterou jsem přišel. Zastávám názor Nikdy neříkej že něco nejde, protože vždycky, ale vždycky se najde blbeček kterej neví, že to nejde a udělá to 😀 viz Musk a je přistávání prvních stupňu, které je prej nemožné a kdyby se to náhodou povedlo tak neskutečně drahé

    • vedator napsal:

      Kazdy luc elektromagnetickeho ziarenia trpi rozbiehavostou. V najjednoduchsom pripade je priamo umerna vlnovej dlzke elmag ziarenia a nepriamo umerna najmensiemu priemeru toho luca. Na vzdialenost 5mil km bude mat luc s vlnovou dlzkou 400nm a najmensim priemerom 1mm vysledny priemer stovky km! Je jasne, ze existuju metody na jeho vyrazne zuzenie, ale nebal by som sa, ze by luc netrafil detektor na susednej sonde.

      • Majkl napsal:

        Já ale nemluvím o tom že by ho netrefil. Já mluvím o situaci kdy se mezi vysílač a příjmač dostane nějaká překážka(optická závora). Podle mých znalostí usuzuji, že dokud bude mezi něma překážka tak se nemá šanci na příjmač paprsek dostat.

        • vedator napsal:

          Mozno sa mylim, ale v siravach vesmirneho priestoru asi nelieta tolko objektov, aby dokazali na vyznamny cas prerusit drahu luca.

        • kozlus napsal:

          „Na vzdialenost 5mil km bude mat luc s vlnovou dlzkou 400nm a najmensim priemerom 1mm vysledny priemer stovky km! “

          Pokud je to opravdu tak, tak nejaka castecka prachu nebude delat problem, protoze na odstineni celeho toho paprsku by bylo potreba neco poradne velkeho. Treba Mesic, ale ten by se tam priplest nemel:)

  7. Drobek napsal:

    Tak třeba jim „naše“ HiLASE v budoucnu pomůže.

  8. Martin Frána napsal:

    Tak to je mazec projekt! A hlavně, že to opravdu funguje.

    Jen si pořád neumím nějak představit ve vesmíru onen „volný pád“. Volný pád si představuji směrem k nějakému gravitačnímu centru – na Zemi tedy k povrchu, ve Sluneční soustavě asi ke Slunci. Sonda je ale v Libračním bodu, což znamená, že by měla mít stálou pozici vůči dvojici gravitačních center Slunce – Země. Znamená to tedy, že jde o to udržet prostě rovnoměrný, přímočarý pohyb bez jakýchkoliv změn a vibrací? Nebo to všechno chápu úplně blbě?

    Já vím, že autorská slepota je zlá a bojuje se proti ní špatně. Taky si většinou všimnu chyb až poté, co text publikuji. Ale v tomhle článku vážně řádil šotek jako pominutý.
    3. odstavec: „Na konci loňského se specialistům podařilo… “
    6. Odstavec: „Zatímco pozemní observatoř LIGO, která vloni detekovala gravitační vlny vzniklé slučováním černých děr 1,3 miliardy světelných let dalo má ramena dlouhá 4 kilometry…,“
    Odstavec nad infografikou výsledků LISA: „A právě tenhle neskutečně malou změnu my potřebujeme změřit,…“
    Rozhodně tímto nechci shazovat autora článku, vzhlížím k němu s obrovským respektem, protože si neumím představit, kde bych takové informace sháněl (a hlavně vytahoval z cizojazyčných zdrojů) a projekt LISA Pathfinder mě zaujal, už když se objevil na Kosmonautixu poprvé.

    • Dušan Majer napsal:

      Hezký den,
      chyby jsou opravené, díky moc za upozornění!

      K tomu volnému pádu – ten ve skutečnosti více či méně dokonale zažívá každé těleso, které je třeba na oběžné dráze planety – neustále padá za její obzor. V případě libračního centra je to trochu složitější. Sondy umístěné do tohoto bodu nejsou přímo v něm, ale obíhají kolem něj po oběžných drahách se vzdálenostmi v řádu stovek tisíc kilometrů.

    • Petr Scheirich napsal:

      Použití sousloví „volný pád“ je trochu nešťastné a v podstatě vůbec nejde o to, že je sonda v bodu L1 (stejně dobře by posloužila i obecná heliocentrická dráha, ostatně LISA sama již nebude v L1, ale právě na heliocentrické dráze). Jako těleso ve stavu „volného pádu“ se označuje takové, u nějž se vyrovnávají gravitační a setrvačné síly, a žádné jiné nepůsobí (takže objekty uvnitř cítí něco, čemu se laicky říká stav beztíže). Padající výtah (když zanedbáme odpor vzduchu a další vlivy) je ve stavu volného pádu. Družice na oběžné dráze okolo Země (když zanedbáme odpor atmosféry, tlak slunečního záření atd.) je ve stavu volného pádu (vyrovnává se gravitace Země a odstředivá síla). A stejně tak i družice v bodě L1 je ve stavu volného pádu – vyrovnává se součet gravitačních sil Země a Slunce a odstředivá síla daná oběhem kolem Slunce.

    • Jiří Kos napsal:

      Ještě bych si dovolil upozornit na přinejmenším nešikovnou formulaci ve druhém odstavci: „vzdálenost milion a půl kilometrů“. Jinak věcně článek skvělý, jako obvykle.

      • Dušan Majer napsal:

        Jasně, ale ono se to jinak špatně určuje – milion a půl kilometrů je vzdálený librační bod, ale sonda kolem něj obíhá v docela slušné vzdálenosti. Proto se těžko určuje její vzdálenost a je lepší uvádět tuhle obecnou vzdálenost.

  9. Kája napsal:

    Děkuji za bezva článek! 🙂 Už jsem to sice četl minulý týden, ale tady je to mnohem lepší a podrobnější (a česky). A co kdyby zkonstruovali mezistupeň a sondy umístili jen 5 tisíc kilometrů od sebe? Takové zařízení by nemuselo být tak drahé a vývoj trvat tak dlouho a technické požadavky na lasery/teleskopy nebyly tak extrémní. Ale fungovalo by to pořád mnohonásobně dokonaleji než Ligo a Virgo. A byl by čas se s tím naučit pracovat a rozumět tomu.

    • Kája napsal:

      🙂 proč se ten smajlik neusmívá nevím

    • Dušan Majer napsal:

      Díky za pochvalu článku.

      K tomu nápadu – tohle by možná vysvětlil lépe někdo, kdo tomu více rozumí, ale myslím, že celý projekt má být takhle velký kvůli tomu, aby „naslouchal“ na určitých zajímavých frekvencích.

    • Dan napsal:

      Pro detekci gravitačních vln z běžných zdrojů, jako jsou binární pulsary je rameno 5000 km stále málo, dostanou se k 60Hz za předpokladu, že to nebude fungovat jako aLIGO na principu mnohonásobného průchodu detektorem. A tvůrci projektu by rádi šli někam k milihertzům. Takže navzdory technologickým oříškům, čím delší rameno, tím lépe.

    • Vítězslav Škorpík napsal:

      Advanced LIGO má sice ramena dlouhá jen 4 kilometry, ale díky rezonančním dutinám, v nichž se světlo laserů mnohokrát odráží se dostávají na efektivní délku ramen 400 km. Čili při vašem návrhu by to bylo jen 12,5 krát více, což už není takový rozdíl. Pro detekci GV z jiných zdrojů je to pořád málo. Teoretická výhoda je méně rušivé prostředí, ale LIGO je dnes od rušivých vlivů velmi dobře odstíněno, takže neexistuje potřeba podobné detektory dělat ve vesmíru. Naopak se modernizují/staví nové detektory na Zemi.

      • Dan napsal:

        Ano, pozemské interferometry mají stále ještě možnosti zpřesnění měření. Stále je možné je postavit kryogenní, se silnějšími lasery a těžšími zrcadly. (Japonci teď v Kamiokande kryogenní aparaturu staví)

        Jinak doporučuji shlédnout video https://www.youtube.com/watch?v=mhUS9arge94 – k přímé detekci gravitačních vln na aLIGO. Sice je to video trochu delší, ale velmi zajímavé, mj. LIGO/VIRGO je tam popisováno vyčerpávajícím způsobem (pro víceméně laickou veřejnost) a pan doktor Podolský má neskutečné nadšení pro věc 🙂

        • Vítězslav Škorpík napsal:

          Jelikož jsem studentem ze skupiny pana profesora Podolského, tak toto video samozřejmě znám a mohu potvrdit, že pan profesor je skvělý přednášející, asi nejlepší, kterého jsem na MFF potkal. Na téma gravitačních vln jsem už ale přednášel i já sám a ještě jednou v tomto roce určitě budu. Bohužel na oné přednášce jsem zrovna nebyl, jelikož mi to kolidovalo s jinou akcí, ale jinak jsem už od Podolského viděl podobných přednášek celou řadu.

          Jinak KAGRA (detektor v Kamioce, spuštěn by měl být v roce 2018) ještě není maximum, plánuje se podzemní Einstein Telescope s rameny 10 km.

        • Kája napsal:

          Děkuji, video z tété přednášky znám. Je opravdu výborná.

  10. Spytihněv napsal:

    Pokud se nepletu, projekt ESA na trojuhelník tří sond je zjednodušený oproti původnímu návrhu. Už neplatí, že budou všechny tři rovnocenné a každá bude laserem v kontaktu s ostatními dvěma. Teď máme jednu hlavní, která bude laserem ve spojení s dvěma, ale ty spolu navzájem už ne. Takže z trojúhelníku máme V.

    • Dan napsal:

      Přesně. Když to byl ještě společný projekt ESA+NASA, tak se uvažovalo o 3 aktivních prvcích, jak z toho NASA vycouvala, tak to pro ESA bylo finančně náročnější a proto vznikla zjednodušená varianta eLISA, kdy jeden master svítí na dva odražeče. Tedy, ne, že by ty odražeče byly pouhými zrcadly, musí chytit těch několik málo fotonů, zesílit a poslat zpět.

    • Vítězslav Škorpík napsal:

      Ještě bych doplnil, že v původní návrhu ESA se počítalo nikoli s 5 miliony km, jak bylo plánováno v projektu LISA, ale s milionem km, takže toto zjednodušení bylo i ve zkrácení délky ramen. Ale jak už bylo zmíněno výše, po objevu GV na LIGO se dost možná budou některé věci měnit. 🙂

  11. KarelK napsal:

    Díky za skvělý článek.

    A musím ještě lechtivou poznámku.
    Snad se LISA dostane do ostrého provozu co nejdříve, neboť každým okamžikem se nám z vesmíru navždy ztrácí mnohé informace díky jeho rozpínání. Informace o některých událostech nás již nikdy nedostihnou 🙂

    • Dušan Majer napsal:

      Těší mne, že se vám článek líbil.

    • Spytihněv napsal:

      Délka trvání moderní technické civilizace na Zemi se v rámci trvání vesmíru může vyjádřit něčím podobným, jako je výše zmíněný femtometr, takže těch informací už nám uteklo opravdu mnoho. To už asi nedoženeme 🙂

Zanechte komentář