ЛИЗА Следопыт

ЛИЗА Следопыт
	Модель LISA Pathfinder. космического корабля
Тип миссии	Демонстратор технологий
Оператор	ЧТО
ИДЕНТИФИКАТОР КОСПЭРЭ	2015-070А
САТКАТ нет.	41043
Продолжительность миссии	576 дней
Свойства космического корабля
Производитель	Airbus обороны и космоса
Стартовая масса	1910 кг (4210 фунтов)
BOL mass	480 кг (1060 фунтов)
Сухая масса	810 кг (1790 фунтов)
Масса полезной нагрузки	125 кг (276 фунтов)
Размеры	2,9 м × 2,1 м (9,5 × 6,9 футов)
Начало миссии
Дата запуска	3 декабря 2015, 04:04:00 UTC
Ракета	Вега ( ВВ06 )
Запуск сайта	Куру ЭЛВ
Подрядчик	Арианспейс
Конец миссии
Утилизация	Выведен из эксплуатации
Деактивирован	30 июня 2017 г.
Орбитальные параметры
Справочная система	Солнце–Земля Л 1
Режим	Лиссажу орбита
Высота периапсиса	500 000 км (310 000 миль)
Высота апоапсиса	800 000 км (500 000 миль)
Наклон	60 градусов
Эпоха	Планируется
Транспондеры
Группа	X-диапазон
Пропускная способность	7 кбит/с
Инструменты
	~36,7 см Лазерный интерферометр
	; Знак астрофизики ЕКА для LISA Pathfinder Горизонт 2000 Плюс ← Гея БепиКоломбо →

LISA Pathfinder , ранее называвшаяся Small Missions for Advanced Research in Technology-2 ( SMART-2 ), — космический корабль ЕКА , запущенный 3 декабря 2015 года на борту рейса Vega VV06 . ^[3]^[4]^[5] В ходе миссии были проверены технологии, необходимые для космической антенны лазерного интерферометра ЕКА, (LISA), обсерватории гравитационных волн запуск которой запланирован на 2035 год. Научная фаза началась 8 марта 2016 года и длилась почти шестнадцать месяцев. ^[6] В апреле 2016 года ЕКА объявило, что LISA Pathfinder продемонстрировал осуществимость миссии LISA.

Ориентировочная стоимость миссии составила 400 миллионов евро. ^[7]

Миссия [ править ]

LISA Pathfinder поместила две испытательные массы в почти идеальное гравитационное свободное падение, а также контролировала и измеряла их относительное движение с беспрецедентной точностью. Лазерный интерферометр измерял взаимное положение и ориентацию масс с точностью менее 0,01 нанометра. ^[8] технология, которая, по оценкам, достаточно чувствительна для обнаружения гравитационных волн с помощью последующей миссии - космической антенны лазерного интерферометра (LISA).

Интерферометр представлял собой модель одного плеча последнего интерферометра LISA, но его длина была уменьшена с миллионов километров до 40 см. Снижение не изменило точность измерения относительного положения и не повлияло на различные технические помехи, создаваемые космическим кораблем, окружавшим эксперимент, измерение которого было основной целью LISA Pathfinder. Однако чувствительность к гравитационным волнам пропорциональна длине плеча, и она уменьшена в несколько миллиардов раз по сравнению с запланированным экспериментом LISA.

LISA Pathfinder была миссией под руководством ЕКА. В нем приняли участие европейские космические компании и исследовательские институты из Франции, Германии, Италии, Нидерландов, Испании, Швейцарии, Великобритании и космическое агентство США НАСА. ^[9]

ЛИЗА Следопыт науки [ править ]

LISA Pathfinder была миссией для проверки концепции, призванной доказать, что две массы могут летать в космосе, нетронутые, но защищенные космическим кораблем, и сохранять свое относительное положение с точностью, необходимой для реализации полноценной обсерватории гравитационных волн, запуск которой запланирован на 2035 год. Основная цель заключалась в измерении отклонений от геодезического движения . Большая часть экспериментов в гравитационной физике требует измерения относительного ускорения между свободно падающими геодезическими контрольными частицами. ^[10]

В LISA Pathfinder точное отслеживание тестовых масс с помощью оптической интерферометрии позволило ученым оценить относительное ускорение двух тестовых масс, расположенных на расстоянии около 38 см друг от друга в одном космическом корабле. Наука LISA Pathfinder заключалась в измерении и создании экспериментально закрепленной физической модели для всех побочных эффектов – включая паразитные силы и пределы оптических измерений – которые ограничивают способность создавать и измерять идеальное созвездие свободно падающих тестовых частиц, которые было бы идеально для LISA . последующей миссии ^[11]

В частности, было проверено:

Свободное управление ориентацией космического корабля с двумя условными массами.
Возможность лазерной интерферометрии в желаемом диапазоне частот (что невозможно на поверхности Земли) и
Надежность и долговечность различных компонентов — емкостных датчиков, микродвигателей, лазеров и оптики.

Для последующей миссии, ЛИЗА , ^[12] Тестовые массы будут представлять собой пары золотых/платиновых кубиков массой 2 кг, размещенных в каждом из трех отдельных космических кораблей на расстоянии 2,5 миллионов километров друг от друга. ^[13]

Конструкция космического корабля [ править ]

LISA Pathfinder был собран компанией Airbus Defence and Space в Стивенейдже (Великобритания) по контракту с Европейским космическим агентством. Он нес европейский «технологический пакет LISA», включающий инерционные датчики, интерферометр и сопутствующие приборы, а также две системы управления без сопротивления: европейскую, использующую микродвигатели на холодном газе (аналогичные тем, которые используются на «Гайе» ), и американскую систему управления. «Система снижения помех» с использованием европейских датчиков и электрической двигательной установки, использующей ионизированные капли коллоида, ускоряемые в электрическом поле . ^[14] Система коллоидного двигателя (или « двигателя электрораспыления ») была построена Бусеком и доставлена в Лабораторию реактивного движения для интеграции с космическим кораблем. ^[15]

Инструментарий [ править ]

Технологический пакет LISA (LTP) был интегрирован компанией Airbus Defence and Space Germany, но инструменты и компоненты были предоставлены участвующими учреждениями по всей Европе. Технические требования к подавлению шума к интерферометру были очень строгими, а это означает, что физическая реакция интерферометра на изменение условий окружающей среды, таких как температура, должна быть сведена к минимуму.

Влияние среды окружающей

В ходе последующей миссии eLISA факторы окружающей среды будут влиять на измерения, которые проводит интерферометр. Эти воздействия окружающей среды включают в себя паразитные электромагнитные поля и температурные градиенты, которые могут быть вызваны неравномерным нагревом космического корабля Солнцем или даже нагревом приборов внутри самого космического корабля. Поэтому LISA Pathfinder был разработан, чтобы выяснить, как такие воздействия окружающей среды меняют поведение инерциальных датчиков и других инструментов. LISA Pathfinder летал с обширным набором приборов, которые могут измерять температуру и магнитные поля на испытательных массах и на оптическом стенде. Космический корабль был даже оборудован для искусственного стимулирования системы: он имел нагревательные элементы, которые могли нагревать конструкцию космического корабля неравномерно, вызывая искажение оптической скамьи и позволяя ученым видеть, как измерения меняются при изменении температуры. ^[16]

Операции космического корабля [ править ]

Управление полетом LISA Pathfinder осуществлялось в ESOC в Дармштадте, Германия, а научно-технические операции контролировались из ESAC в Мадриде, Испания . ^[17]

Орбита Лиссажу [ править ]

Космический корабль был впервые запущен рейсом VV06 «Веги» на эллиптическую парковочную околоземную орбиту. Отсюда он выполнял короткое горение каждый раз, когда перигей проходил , медленно поднимая апогей ближе к предполагаемой гало-орбите Земля – Солнце вокруг точки L ₁ . ^[1]^[18]^[19]

Анимация LISA Pathfinder траектории

Полярный вид

Экваториальный вид

Вид с Солнца

Земля · ЛИЗА Следопыт

и результаты Хронология

Космический корабль достиг своего рабочего места на орбите вокруг точки Лагранжа L1 22 января 2016 года, где прошел ввод в эксплуатацию полезной нагрузки. ^[20] Тестирование началось 1 марта 2016 года. ^[21] В апреле 2016 года ЕКА объявило, что LISA Pathfinder продемонстрировал осуществимость миссии LISA. ^[22]

7 июня 2016 года ЕКА представило первые результаты двухмесячной научной работы, показавшие, что технология, разработанная для космической обсерватории гравитационных волн, превзошла все ожидания. Два куба в сердце космического корабля свободно падают в космосе под действием только гравитации, не подвергаясь воздействию других внешних сил, что в 5 раз лучше, чем требуется для LISA Pathfinder. ^[23]^[24]^[25] В феврале 2017 года BBC News сообщила, что гравитационный зонд превысил свои целевые показатели. ^[26]

LISA Pathfinder была деактивирована 30 июня 2017 года. ^[27]

5 февраля 2018 года ЕКА опубликовало окончательные результаты. Точность измерений может быть повышена еще больше, помимо текущих целей будущей миссии LISA, за счет удаления остатков молекул воздуха и лучшего понимания возмущений. ^[28]

См. также [ править ]

Телескоп Эйнштейна — европейский детектор гравитационных волн.
GEO600 , детектор гравитационных волн, расположенный в Ганновере, Германия.
LIGO — обсерватория гравитационных волн в США.
Тайцзи -1, китайский демонстратор технологий для наблюдения гравитационных волн, запущенный в 2019 году.
Интерферометр Девы , интерферометр, расположенный недалеко от Пизы, Италия.

Ссылки [ править ]

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с «LISA Pathfinder: Операции» . ЕКА . 8 января 2010 года . Проверено 5 февраля 2011 г.
^ «Миссия LPF (LISA Pathfinder)» . ЭоПортал ЕКА . Архивировано из оригинала 17 октября 2015 г. Проверено 28 марта 2014 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б «График запуска» . Космический полет сейчас. Архивировано из оригинала 24 декабря 2016 г. Проверено 16 октября 2015 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б «Призыв к СМИ: запуск LISA Pathfinder» . ЕКА. 23 ноября 2015 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б «LISA Pathfinder на пути к демонстрации гравитационных волн» . Европейское космическое агентство . Проверено 3 декабря 2015 г.
^ «Новости: Главные новости — Обсерватория гравитационных волн LISA» . Архивировано из оригинала 19 апреля 2016 г.
^ «LISA Pathfinder продолжит работу, несмотря на 100% рост затрат» . Космические новости . 22 июня 2011 г.
^ «LISA Pathfinder готов к запуску с космодрома Куру» (пресс-релиз). Airbus Defense and Space. 30 ноября 2015 г. – через SpaceRef. ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
^ «Международные партнеры LISA Pathfinder» . eLISAscience.org . Архивировано из оригинала 26 сентября 2015 года . Проверено 7 сентября 2015 г.
^ научная цель LISA Pathfinder. Архивировано 21 октября 2014 г. в Wayback Machine .
^ «ЛИЗА-следопыт науки» . eLISAscience.org . Архивировано из оригинала 21 октября 2014 года . Проверено 9 июля 2014 г.
^ «Обсерватория гравитационных волн LISA — Мы будем наблюдать гравитационные волны в космосе — Новая астрономия — LISA Pathfinder» .
^ Официальное предложение по дизайну на https://www.elisascience.org/files/publications/LISA_L3_20170120.pdf.
^ Цимер, Дж. К.; и Мерковиц, С.М.: «Микротяговая двигательная установка миссии LISA», AIAA–2004–3439, 40-я совместная конференция AIAA/ASME/SAE/ASEE по двигательным установкам, Форт-Лодердейл, Флорида, 11–14 июля 2004 г.
^ Рови, Дж. «Движение и энергия: электрическое движение (обзор за 2009 год)» (PDF) . Aerospace America, декабрь 2009 г., стр. 44. Архивировано из оригинала (PDF) 8 декабря 2015 г. Проверено 26 октября 2012 г.
^ «Технология LISA Pathfinder» . eLISAscience.org . Архивировано из оригинала 21 октября 2014 года . Проверено 9 июля 2014 г.
^ «LISA Pathfinder: Информационный бюллетень» . ЕКА . Проверено 20 апреля 2009 г.
^ «ЛИЗА Следопыт: Миссия домой» . ЕКА . Проверено 5 февраля 2011 г.
^ «Новое видение ЕКА по изучению невидимой Вселенной» . www.esa.int . Проверено 26 июня 2014 г.
^ «Первые замки сняты с кубиков LISA Pathfinder» . ЕКА . Пресс-релиз ЕКА. 3 февраля 2016 г. Проверено 12 февраля 2016 г.
^ Амос, Джонатан (1 марта 2016 г.). «Гравитационные волны: начинаются испытания будущей космической обсерватории» . Новости BBC . Проверено 1 марта 2016 г.
^ Консультативная группа Гравитационной обсерватории, под ред. (28 марта 2016 г.). Миссия ESA–L3 по гравитационным волнам — итоговый отчет (PDF) . Итоговый отчет ESA–L3. п. 4.
^ М. Армано; и другие. (2016). «Свободное падение субфемто-g для космических обсерваторий гравитационных волн: результаты LISA Pathfinder» . Письма о физических отзывах . 116 (23): 231101. Бибкод : 2016PhRvL.116w1101A . doi : 10.1103/PhysRevLett.116.231101 . hdl : 2117/102419 . ПМИД 27341221 .
^ «LISA Pathfinder превосходит ожидания» . ЕКА. 7 июня 2016 г. Проверено 7 июня 2016 г.
^ «LISA Pathfinder превосходит ожидания» . Бенджамин Книспель . elisascience.org. 7 июня 2016 года. Архивировано из оригинала 3 августа 2016 года . Проверено 7 июня 2016 г.
^ «Гравитационный зонд превосходит целевые показатели производительности» . Джонатан Эймос, научный корреспондент BBC, Бостон . 18 февраля 2017 года . Проверено 20 февраля 2017 г.
^ «LISA Pathfinder завершит новаторскую миссию» . ЕКА Наука и технологии . ЕКА. 20 июня 2017 г. Проверено 17 августа 2017 г.
^ «ЕКА создает самое тихое место в космосе» . 05 февраля 2018 г. Проверено 7 февраля 2018 г.

Внешние ссылки [ править ]

[ESA2-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с «LISA Pathfinder: Операции» . ЕКА . 8 января 2010 года . Проверено 5 февраля 2011 г.

[eoPortal-2] «Миссия LPF (LISA Pathfinder)» . ЭоПортал ЕКА . Архивировано из оригинала 17 октября 2015 г. Проверено 28 марта 2014 г.

[completed-3] Перейти обратно: ^а ^б «График запуска» . Космический полет сейчас. Архивировано из оригинала 24 декабря 2016 г. Проверено 16 октября 2015 г.

[esapr-4] Перейти обратно: ^а ^б «Призыв к СМИ: запуск LISA Pathfinder» . ЕКА. 23 ноября 2015 г.

[ESAlaunch-5] Перейти обратно: ^а ^б «LISA Pathfinder на пути к демонстрации гравитационных волн» . Европейское космическое агентство . Проверено 3 декабря 2015 г.

[6] «Новости: Главные новости — Обсерватория гравитационных волн LISA» . Архивировано из оригинала 19 апреля 2016 г.

[SpaceNews-7] «LISA Pathfinder продолжит работу, несмотря на 100% рост затрат» . Космические новости . 22 июня 2011 г.

[8] «LISA Pathfinder готов к запуску с космодрома Куру» (пресс-релиз). Airbus Defense and Space. 30 ноября 2015 г. – через SpaceRef. ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[LPFpartners-9] «Международные партнеры LISA Pathfinder» . eLISAscience.org . Архивировано из оригинала 26 сентября 2015 года . Проверено 7 сентября 2015 г.

[10] научная цель LISA Pathfinder. Архивировано 21 октября 2014 г. в Wayback Machine .

[LPFscience-11] «ЛИЗА-следопыт науки» . eLISAscience.org . Архивировано из оригинала 21 октября 2014 года . Проверено 9 июля 2014 г.

[12] «Обсерватория гравитационных волн LISA — Мы будем наблюдать гравитационные волны в космосе — Новая астрономия — LISA Pathfinder» .

[13] Официальное предложение по дизайну на https://www.elisascience.org/files/publications/LISA_L3_20170120.pdf.

[14] Цимер, Дж. К.; и Мерковиц, С.М.: «Микротяговая двигательная установка миссии LISA», AIAA–2004–3439, 40-я совместная конференция AIAA/ASME/SAE/ASEE по двигательным установкам, Форт-Лодердейл, Флорида, 11–14 июля 2004 г.

[15] Рови, Дж. «Движение и энергия: электрическое движение (обзор за 2009 год)» (PDF) . Aerospace America, декабрь 2009 г., стр. 44. Архивировано из оригинала (PDF) 8 декабря 2015 г. Проверено 26 октября 2012 г.

[LPFtechnology-16] «Технология LISA Pathfinder» . eLISAscience.org . Архивировано из оригинала 21 октября 2014 года . Проверено 9 июля 2014 г.

[ESA3-17] «LISA Pathfinder: Информационный бюллетень» . ЕКА . Проверено 20 апреля 2009 г.

[ESA1-18] «ЛИЗА Следопыт: Миссия домой» . ЕКА . Проверено 5 февраля 2011 г.

[19] «Новое видение ЕКА по изучению невидимой Вселенной» . www.esa.int . Проверено 26 июня 2014 г.

[commissioning-20] «Первые замки сняты с кубиков LISA Pathfinder» . ЕКА . Пресс-релиз ЕКА. 3 февраля 2016 г. Проверено 12 февраля 2016 г.

[21] Амос, Джонатан (1 марта 2016 г.). «Гравитационные волны: начинаются испытания будущей космической обсерватории» . Новости BBC . Проверено 1 марта 2016 г.

[Final_report-22] Консультативная группа Гравитационной обсерватории, под ред. (28 марта 2016 г.). Миссия ESA–L3 по гравитационным волнам — итоговый отчет (PDF) . Итоговый отчет ESA–L3. п. 4.

[23] М. Армано; и другие. (2016). «Свободное падение субфемто-g для космических обсерваторий гравитационных волн: результаты LISA Pathfinder» . Письма о физических отзывах . 116 (23): 231101. Бибкод : 2016PhRvL.116w1101A . doi : 10.1103/PhysRevLett.116.231101 . hdl : 2117/102419 . ПМИД 27341221 .

[24] «LISA Pathfinder превосходит ожидания» . ЕКА. 7 июня 2016 г. Проверено 7 июня 2016 г.

[25] «LISA Pathfinder превосходит ожидания» . Бенджамин Книспель . elisascience.org. 7 июня 2016 года. Архивировано из оригинала 3 августа 2016 года . Проверено 7 июня 2016 г.

[26] «Гравитационный зонд превосходит целевые показатели производительности» . Джонатан Эймос, научный корреспондент BBC, Бостон . 18 февраля 2017 года . Проверено 20 февраля 2017 г.

[27] «LISA Pathfinder завершит новаторскую миссию» . ЕКА Наука и технологии . ЕКА. 20 июня 2017 г. Проверено 17 августа 2017 г.

[28] «ЕКА создает самое тихое место в космосе» . 05 февраля 2018 г. Проверено 7 февраля 2018 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[28]

v т Это ← 2014 Орбитальные запуски в 2015 году. 2016 →
January	SpaceX CRS-5 (Flock-1d' × 2, AESP-14) MUOS-3 SMAP, ExoCube
February	IGS-Radar Spare Inmarsat 5-F2 Fajr DSCOVR Progress M-26M Kosmos 2503 / Bars-M No. 1
March	ABS-3A, Eutelsat 115 West B WADIS-2 MMS Ekspress AM7 USA-260 / GPS IIF -9 KOMPSat-3A IGS-Optical 5 Soyuz TMA-16M Galileo FOC-3, FOC-4 IRNSS-1D BeiDou I1-S Gonets-M 11, 12, 13, Kosmos 2504
April	SpaceX CRS-6 (Arkyd-3R, Flock-1e × 14) Thor 7, SICRAL-2 TürkmenÄlem 52°E / MonacoSAT Progress M-27M
May	Mexsat-1 USA-261 / X-37 OTV-4, LightSail-1, USS Langley, BRICSat-P, ParkinsonSat, GEARRS-2, AeroCube 8A, 8B, OptiCube 1, 2, 3 DirecTV-15, SKY México-1
June	Kosmos 2505 / Kobalt-M №10 Sentinel-2A Kosmos 2506 / Persona №3 Gaofen 8 SpaceX CRS-7† (Flock-1f × 8†)
July	Progress M-28M UK-DMC 3 × 3, CBNT-1, DeOrbitSail USA-262 / GPS IIF -10 Star One C4, MSG-4 Soyuz TMA-17M USA-263 / WGS-7 BeiDou M1-S, M2-S
August	HTV-5 / Kounotori 5 (Flock-2b × 14) Eutelsat 8 West B, Intelsat 34 Yaogan 27 GSAT-6 / INSAT-4E Inmarsat 5-F3
September	Soyuz TMA-18M MUOS-4 Galileo FOC-5, Galileo FOC-6 TJS-1 Gaofen 9 Ekspress AM8 Kosmos 2507 / Strela-3M 13, Kosmos 2508 / Strela-3M 14, Kosmos 2509 / Strela-3M 15 Pujiang-1 Astrosat, LAPAN-A2, Lemur-2 × 4 BeiDou I2-S NBN-Co 1A, ARSAT-2
October	Progress M-29M Mexsat-2 Jilin-1 Smart Verification Satellite, Jilin-1 Optical-A, Jilin-1 Video-01, Jilin-1 Video-02 USA-264 / NOSS Intruder × 2, AMSAT Fox-1 APStar-9 Türksat 4B USA-265 / GPS IIF -11
November	Chinasat 2C HiakaSat, EDSN × 8, PrintSat, Argus, STACEM, Supernova-Beta Yaogan 28 Arabsat 6B, GSAT-15 Kosmos 2510 / EKS-1 / Tundra-11L LaoSat-1 Telstar 12V Yaogan 29
December	LISA Pathfinder Kosmos 2511 / Kanopus-ST†, Kosmos 2512 / KYuA-1 Cygnus CRS OA-4 (Flock-2e × 12, MinXSS 1, Nodes × 2) ChinaSat 1C Elektro-L No.2 Kosmos 2513 / Garpun-12L Soyuz TMA-19M TeLEOS-1 DAMPE Galileo FOC-8, Galileo FOC-9 Progress MS-01 Orbcomm-OG2 × 11 Ekspress-AMU1 Gaofen 4
Launches are separated by dots ( • ), payloads by commas ( , ), multiple names for the same satellite by slashes ( / ). Crewed flights are underlined. Launch failures are marked with the † sign. Payloads deployed from other spacecraft are (enclosed in parentheses).