Jedna z kostek sondy LISA Pathfinder. Kredit: ESA, CGS SpA.

Evropská kosmická agentura ESA připravuje misi vesmírného laserového interferometru Evolved Laser Interferometer Space Antenna, zkráceně eLISA, který by měl výtečně detekovat a přesně měřit gravitační vlny. eLISA by se měla skládat ze 3 družic na oběžné dráze kolem Slunce, vzdálených navzájem 1 milion kilometrů. Princip systému eLISA je vlastně hodně podobný pozemskému objeviteli gravitačních vln aLIGO. Družice mezi sebou budou odrážet laserové paprsky a pak je analyzovat interferometrem. Když systémem projde gravitační vlna, tak se nepatrně změní vzdálenost mezi družicemi a interferometr to pozná.

Zlato-platinové kostky ve volném pádu na LISA Pathfinder. Kredit: ESA / ATG medialab.

Projekt eLISA by měl odstartovat v roce 2034. ESA na tom ale intenzivně pracuje už teď a od 3. prosince 2015 má ve vesmíru sondu LISA Pathfinder, která pro eLISA testuje klíčové technologie. Od března 2016 pracuje v libračním bodě L1, tedy na jednom z míst, kde se vyrovnávají gravitační a odstředivé síly mezi Sluncem a Zemí. A podle všeho se sondě docela daří.

V nitru této sondy se ukrývá poměrně zajímavé překvapení. Jsou to dvě totožné kostky o váze 2 kg ze slitiny zlata a platiny, které jsou umístěny ve volném prostoru. Sonda je uvedla do stavu téměř ideálního volného pádu, v jakém se ještě žádný lidský experiment nenacházel.

LISA Pathfinder v akci. Kredit: ESA – C.Carreau.

Pečlivá měření ukázala, že se kostky na palubě LISA Pathfinder vůči sobě prakticky nepohybovaly. Přesněji řečeno, jejich relativní vzájemný pohyb zahrnoval zrychlení menší než jednu desetinu femto-g (což odpovídá jedné desetině miliontiny miliardtiny gravitace planety Země).

Start mise LISA Pathfinder 3. 12. 2015. Kredit: ESA – Stephane Corvaja.

Tým mise LISA Pathfinder analyzoval naměřená data a odhalil celkem tři hlavní zdroje nepřesností, které stále působí na zlato-platinové kostky v srdci sondy během jejich téměř ideálního volného pádu. Za prvé naměřili malou odstředivou sílu, kterou vyvolává pohyb sondy po oběžné dráze u libračního bodu L1. Dalším zdrojem byl vliv molekul plynu, odrážejících se od kostek, kterých ještě něco málo zbylo ve vakuu uvnitř sondy. Jejich počet by se měl nadále zmenšovat, takže i míra jejich působení na kostky bude klesat. A nakonec je to ještě šum v optickém systému pro měření pozice a orientace obou kostek. Navzdory všem těmto nepřesnostem ovšem zařízení testované sondou LISA Pathfinder více než dostatečně splnilo požadavky kladené na budoucí observatoř gravitačních vln eLISA.

ESA, která je po odstoupení NASA na vývoj observatoře eLISA sama, teď očividně boduje. Úspěšné testy klíčových technologií na LISA Pathfinder otevírají cestu ke konstrukci velké vesmírné observatoře, která bude schopná detekovat gravitační vlny od rozmanitých exotických objektů ve vesmíru.


Video:  LISA Pathfinder’s Stunning Success

Literatura
ESA 7. 6. 2016, Wikipedia (Evolved Laser Interferometer Space Antenna).