LISAがオンです!重力波検出が宇宙に向かっています

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2015年のLIGO実験による重力波の発見は、科学界に波紋を送った。アインシュタインの一般相対性理論によって最初に予測されたこれらの波の確認(およびその後の2つの検出)は、長年の宇宙論の謎を解決しました。時空の構造を曲げることに加えて、重力が摂動を生み出し、何十億光年も離れて検出できることがわかっています。

これらの発見を利用して重力波に関する新しくエキサイティングな研究を行うことを目指して、欧州宇宙機関(ESA)は最近、レーザー干渉計宇宙アンテナ(LISA)ミッションを青信号に入れました。このミッションは、レーザー干渉計を介して重力波を直接測定する3つの衛星で構成され、最初の宇宙ベースの重力波検出器になります。

この決定は、ESAの科学プログラム委員会(SPC)の会議中に昨日(6月20日火曜日)に発表されました。この実装は、ESAの宇宙ビジョン計画(宇宙科学ミッションに対する機関の長期計画の現在のサイクル)の一部であり、2015年に開始され、2025年まで実施されます。また、ESAの「 2013年に採択されたポリシー。

これを達成するために、LISAコンステレーションを構成する3つの衛星が地球の周りの軌道に配備されます。そこに到着すると、250万km(155万mi)間隔の三角形の形成を想定して、太陽の周りの地球の軌道をたどります。ここでは、地球の重力以外のすべての外部の影響から隔離されており、レーザーによって相互に接続し、時空の構造における微小な摂動を探し始めます。

LIGO実験と他の重力波検出器がどのように機能するかと同様に、LISAミッションはレーザー干渉計に依存します。このプロセスは、電磁エネルギーのビーム(この場合はレーザー)が2つに分割されてから再結合され、干渉のパターンを探します。 LISAの場合、2つの衛星が反射鏡の役割を果たし、残りの1つはレーザーの光源とレーザービームの観測者の両方です。

重力波が3つの衛星によって確立された三角形を通過すると、波によって引き起こされる時空の歪みのために、2つのレーザービームの長さが変化します。戻りビームのレーザービーム周波数を送信ビームの周波数と比較することにより、LISAは歪みのレベルを測定できます。

これらの測定は非常に正確でなければなりません。なぜなら、彼らが探している歪みは、非常に小さなレベルの時空の構造に影響を与えるためです。幸いにも、これらの波を検出する技術は、LISA Pathfinderミッションによって既にテストされています。LISAPathfinderミッションは、2015年に展開され、月末にミッションを終了します。

ESAは今後数週間および数か月以内にLISAミッションの設計を検討し、コスト評価を完了する予定です。すべてが計画どおりに進んだ場合、ミッションは建設が始まる前に「採用」のために提案され、2034年までに打ち上げられる予定です。同じ会議で、ESAは今後数年間で太陽系外惑星を探す別の重要なミッションも採用しました。

このミッションは、PLAnetary Transits and Oscillations of stars、またはPLATOミッションとして知られています。ケプラーと同様に、このミッションでは、空の大部分の星を監視して、星と観測者の間を通過する惑星(つまり、輸送方法)によって引き起こされる、明るさの小さな落ち込みを探します。 2014年2月に最初に選択されたこのミッションは、現在、青写真段階から建設段階に移行しており、2026年に打ち上げられます。

欧州宇宙機関にとってエキサイティングな時期です。近年では、宇宙へのヨーロッパのコミットメントを維持し、存在し続けることを期待して、複数の取り組みに取り組んでいます。これらには、「見えない宇宙」の研究、月と火星へのミッションのマウント、国際宇宙ステーションへのコミットメントの維持、さらには月面でのISSの後継者の構築も含まれます。

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