LISA Pathfinder เริ่มทดสอบเทคโนโลยีตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงในอวกาศ

Posted on มีนาคม 15, 2016 Updated on มีนาคม 15, 2016

เมื่อวันที่ 3 ธันวาคม 2015 องค์การอวกาศยุโรปได้ปล่อยยาน LISA Pathfinder เพื่อทดสอบเทคโนโลยีการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงในอวกาศ LISA ได้เดินทางมาถึงจุดหมายคือจุดสมดุลแรงโน้มถ่วงระหว่างโลกและดวงอาทิตย์หรือ Lagrangian point 1 (L1) ซึ่งอยู่ห่างจากโลกประมาณ 1.5 ล้านกิโลเมตร เมื่อ 22 มกราคม 2559 และได้เริ่มทดสอบเครื่องมือในการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง ตั้งแต่ 1 มีนาคม 2559 ที่ผ่านมา

LPF_Artist_Impression_2015-11-24_625w — ภาพโดย ESA–C.Carreau

มาดูตั้งแต่แรกกัน

LISA Pathfinder ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศโดยจรวด Vega ที่เฟรนช์เกียนาจังหวัดโพ้นทะเลของฝรั่งเศสในอเมริกาใต้ เมื่อวันที่ 3 ธันวาคม 2015 เวลา 04:04 UTC เวลาสากล

LISA Pathfinder ขึ้นสู่วงโคจรระดับต่ำแบบวงโคจรวงรี จุดต่ำสุดวงโคจร 200 กิโลเมตร จุดสูงสุดวงโคจร 1540 กิโลเมตร จากนั้นทำการเบิร์นที่จุดต่ำสุดของวงโคจร 6 ครั้งเพื่อเพิ่มจุดสูงสุดของวงโคจร ใช้เวลาทั้งสิ้น 2 สัปดาห์ จากนั้นก็มุ่งหน้าที่จุด L1 ใช้เวลาเดินทาง 6 สัปดาห์ จากนั้น LISA จะแยกตัวออกจากเครื่องยนต์ขับดัน

คลิปจำลองการเดินทาง

ตัว LISA Pathfinder เองไม่สามารถตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงได้ เนื่องจากคลื่นความโน้มถ่วงนั้นเบามากๆและตัว test mass นั้นอยู่ห่างกันเพียง 38 เซนติเมตร แต่ LISA Pathfinder จะเป็นตัวต้นแบบสำหรับใช้พัฒนาเทคโนโลยีการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงในอวกาศในอนาคต

อุปกรณ์หลักมี 2 ชิ้นได้แก่:

LISA Technology Package (LTP) สร้างโดยยุโรป และ
Disturbance Reduction System (DRS) สร้างโดย NASA

LISA Technology Package (LTP) ประกอบไปด้วย test mass ทอง-แพลททินัมทรงลูกบาศก์ 2 อันลอยอย่างอิสระห่างกัน 38 เซนติเมตร เลเซอร์อินเตอร์เฟอรอมิเตอร์จะวัดระยะห่างของ test mass

Disturbance Reduction System (DRS) เป็นระบบป้องกันการรบกวน เพื่อให้ยานอยู่ในลักษณะ Zero-Drag โดยกำจัดการรวบกวนเช่น ความกดดันจากแสง ความกดดันจากลมสุริยะเป็นต้น ให้เหลือเพียงอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงเท่านั้น

คลิปแสดงอุปกรณ์ภายใน LISA Pathfinder

LISA Pathfinder ได้ทดสอบอุปกรณ์เป็นครั้งแรกโดยการปลดล็อคอุปกรณ์จับยืด test mass ที่ป้องกันไว้ตั้งแต่การปล่อยยานและระหว่างการเดินทาง จะทำให้ลูกบาศก์ลอยอยู่ในลักษณะ free-fall ต่อจากนี้จะทำการทดสอบว่าลูกบาศก์ได้รับอิทธิพลจากการรบกวนอื่นๆหรือไม่ โดยจะใช้เวลาปฏิบัติการ 6 เดือนแบ่งเป็น 3 เดือนสำหรับ LISA Technology Package (LTP) และ 3 เดือนสำหรับ Disturbance Reduction System (DRS)

หากสามารถทำให้อยู่ในสภาพเงียบที่สุดไร้การรบกวนได้ การตรวจวัดคลื่นแรงโน้มถ่วงก็สามารถทำได้อย่างถูกต้องแม่นยำเมื่อมีการพัฒนาเป็น eLISA หรือ Evolved Laser Interferometer Space Antenna (eLISA) ในอนาคต จะช่วยเพิ่มหน้าต่างการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงในความถี่ือื่นๆในอนาคต เพิ่มช่องทางการทำความเข้าใจจักรวาลได้มากขึ้น

ภาพสเปคตรัมคลื่นความโน้มถ่วงและอุปกรณ์ตรวจจับ