Космос под ногами: спецпроект Naked Science о космонавтике и «трудной» нефти
Читать
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
30.03.2021
Василий Парфенов
1 537

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.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
27 января
Александр Березин

Игру 2013 года и выходящий с января 2023 года сериал по ней часто принимают за научную фантастику. То есть произведение, основанное на предположениях, не противоречащих науке. Однако вряд ли дело обстоит таким образом. Проблема в том, что создатели мира The Last of Us слишком некритично подошли как к научному фундаменту, на котором основан их мир постапокалипсиса, так и к тому, что думает наука о самой реальности «постапов». Naked Science пробует разобраться в деталях.

Позавчера, 16:24
Анна Новиковская

Сегодня популяции многих видов пчел в упадке, и британские исследователи предложили еще один способ спасти этих насекомых: превратить часть кирпичей в стенах домов в «мини-ульи».

2 часа назад
Сергей Васильев

Пару лет назад далекий магнетар вдруг резко замедлил свое вращение и начал испускать радиоволны. Американские астрофизики объяснили это внезапным появлением трещины, через которую с поверхности звезды начал бить мощный поток частиц.

Позавчера, 16:24
Анна Новиковская

Сегодня популяции многих видов пчел в упадке, и британские исследователи предложили еще один способ спасти этих насекомых: превратить часть кирпичей в стенах домов в «мини-ульи».

Позавчера, 11:09
Сергей Васильев

Венерины мухоловки регистрируют до пяти стимуляций чувствительных волосков, чтобы захлопнуть свою ловушку и начать переваривание. Но уникальный мутант Dyscalculia не может «считать» даже до двух. Ученые показали, что это связано с нарушением восприятия ионов кальция.

27 января
Александр Березин

Игру 2013 года и выходящий с января 2023 года сериал по ней часто принимают за научную фантастику. То есть произведение, основанное на предположениях, не противоречащих науке. Однако вряд ли дело обстоит таким образом. Проблема в том, что создатели мира The Last of Us слишком некритично подошли как к научному фундаменту, на котором основан их мир постапокалипсиса, так и к тому, что думает наука о самой реальности «постапов». Naked Science пробует разобраться в деталях.

10 января
Алиса Гаджиева

Исследователи, изучающие систему обороны Великой стены, обнаружили следы более 130 секретных сквозных проходов и полагают, что это только начало.

25 января
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

5 января
Александра Медведева

Биологи показали, что нейронные сети гиппокампа, ответственные за пространственное восприятие, изменяются не линейным образом, а в соответствии с гиперболической геометрией. То есть мозг представляет пространство в форме расширяющихся песочных часов. Результаты исследования могут иметь значение для лучшего понимания различных нейродегенеративных расстройств.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: