Миссию по исследованию Урана и Нептуна предложили использовать как исполинский детектор гравитационных волн — Naked Science
Василий Парфенов

Миссию по исследованию Урана и Нептуна предложили использовать как исполинский детектор гравитационных волн

7.8

За все время активного исследования космоса автоматическими зондами обоим загадочным ледяным гигантам Солнечной системы — Урану и Нептуну — человечество уделило внимание лишь однажды: в середине-конце 1980-х мимо них пролетел легендарный «Вояджер-2». Поэтому в ближайшее десятилетие к ним запланировали как минимум две миссии. Американский популяризатор науки и известный астрофизик Пол Саттер предложил сделать этот полет парным и использовать два космических аппарата — как детекторы гравитационных волн с огромным плечом.

Миссию по исследованию Урана и Нептуна предложили использовать как исполинский детектор гравитационных волн
Уран и Нептун — практически неизученные, по сравнению с остальными планетами Солнечной системы, небесные тела. Все данные о них человечество получило при помощи наземных и орбитальных инструментов, а также единственного пролета «Вояджера-2» в 1980-х / ©NASA

Свое видение создания подобного инструмента поистине астрономических масштабов Пол М. Саттер (Paul M. Sutter) описал в эссе, опубликованном на портале Space.com. Автор — исследователь и профессор в Университете штата Нью-Йорк в Стоуни-Брук (SUNY Stony Brook). Он ведет научную и просветительскую деятельность в области физики и астрономии более 15 лет. В портфолио Саттера — не только популярный ютьюб-канал, работа в ведущих астрофизических институтах и обсерваториях США, но и десятки организованных конференций, мастер-классов и конкурсов.

Идея астрофизика довольно проста по своей сути. На Земле ученые пытаются зафиксировать гравитационные волны с помощью колоссальных детекторов с плечами порядка нескольких километров. Они расположены под прямым углом друг к другу и представляют собой длинные вакуумные трубки, внутри которых проходит лазерный луч. Когда рябь пространства-времени (гравитационные волны) достигает такой детектор, проходимое фотонами расстояние изменяется. Именно такие едва заметные колебания фиксируют интерферометры обсерватории LIGO.

Но даже если четырехкилометровое плечо по меркам человечества — это много, то на астрономических масштабах подобный инструмент меньше песчинки. Из-за этого его чувствительность оставляет желать лучшего. Если использовать тот же принцип, но на расстояниях в миллионы километров, как считает Саттер, можно фиксировать события, порождающие гравитационные волны, чуть ли не каждый год. Напомним, чтобы посчитать количество прямых наблюдений подобных явлений за почти 20 лет существования LIGO хватит пальцев на одной руке.

Запуск исследовательских зондов к Урану и Нептуну можно сделать парным — на одной ракете вроде SpaceX Falcon Heavy, например. Часть пути, в том числе гравитационный маневр около Юпитера, оба аппарата выполнят вместе, а затем расстыкуются. С этого момента между каждым аппаратом и наземной станцией будет поддерживаться непрерывная связь. Если на пути сигнала пройдет гравитационная волна, она вызовет в нем аномальное доплеровское смещение. Анализируя его, можно судить о параметрах волны, а идентичный канал связи со вторым аппаратом позволит определять направление к источнику гравитационных волн.

Несомненно, идея более чем реалистичная. Для ее претворения в жизнь даже не потребуется радикально перерабатывать существующие проекты зондов к Урану и Нептуну. Единственное, над чем придется поломать голову, так это повысить чувствительность инструментов для измерения частоты электромагнитной волны в 100 раз. Причем необходимые решения уже есть, просто их еще не используют.

А вот самые масштабные приготовления подобная миссия спровоцирует на Земле или ее низкой орбите. Дело в том, что поддерживать непрерывный радиоконтакт с отдаленными объектами в Солнечной системе — задача крайне нетривиальная. Чтобы реализовать такой телескоп по обнаружению гравитационных волн, понадобится построить мощную систему антенн и, возможно, вывести часть из них в космос. Несмотря на все возможные сложности, подобный подход может дать ученым огромное количество данных и при этом будет стоить гораздо меньше, чем две отдельные миссии.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

10 часов назад
Мария Азарова

Проект назвали в честь Галилео Галилея — итальянского ученого эпохи Возрождения, который задействовал разработанный им телескоп для наблюдения за астрономическими объектами, такими как луны Юпитера, кратеры спутника Земли и кольца Сатурна. Пока программа получила финансирование в 1,75 миллиона долларов, но возглавляющий ее профессор Ави Леб надеется на большее.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Вчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: