• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
30.03.2021
Василий Парфенов
1 611

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 / Автор: Milonia Larcius

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
Вчера, 07:40
Полина Меньшова

Веганство, то есть сбалансированное растительное питание, неоднократно называли не менее полезным для собак, чем рацион, включающий в себя продукты животного происхождения. Ученые из Великобритании перепроверили данные, на основе которых был сделан этот вывод, и не согласились с ним.

Позавчера, 14:35
Полина Меньшова

Собаки не только узнали своих владельцев во время видеосозвона, но и смогли сымитировать их поведение. При этом животные по-разному справлялись с заданием, когда видели людей сбоку, сверху и спереди.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

13 мая
Александр Березин

Десятки лет назад ученые выдвинули гипотезу, что облик рода Homo возник под действием специфической задачи: добычи дичи с помощью бега. Несмотря на общую логичность этой версии, против нее выдвигали ряд контраргументов: бег энергозатратен, да и примеров «беговой охоты» в XX веке не столь много. Похоже, теперь оба эти возражения снимаются.

15 мая
Игорь Байдов

Несколько лет назад ученые открыли белый карлик, вращающийся вокруг солнцеподобной звезды в системе KIC 8145411. После ряда спектроскопических исследований выяснилось, что этот объект очень «легкий». В свою очередь, компьютерное моделирование показало, что маломассивные белые карлики в такого рода системах существовать не могут. После нового анализа американские астрономы, наконец, объяснили этот феномен.

24 апреля
Ольга Иванова

Ученые из Австралии и Канады пришли к выводу, что подавляющее большинство одиноких людей не вступает в романтические отношения из-за страха. С одной стороны ими руководят опасения, что их отвергнут, с другой — что они потеряют свою независимость.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

3 мая
Василий Парфенов

Ледяной покров Антарктики претерпевает значительные изменения на протяжении года, и его поведение хорошо изучено в общем. Но некоторые локальные аномалии объяснить не получается вот уже несколько десятилетий. Одна из них — полынья возвышения Мод, или полынья моря Уэдделла, которая появляется нерегулярно на одном и том же месте. Международная команда океанологов, наконец, смогла разгадать механизмы ее образования.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
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: