리사 패스파인더

LISA Pathfinder
리사 패스파인더
LISA Pathfinder spacecraft
LISA 패스파인더 우주선 모형
미션 타입테크놀로지 데모레이터
교환입니다.ESA[1]
COSPAR ID2015-070a Edit this at Wikidata
새캣41043Edit this on Wikidata
미션 기간576일
우주선 속성
제조원에어버스 디펜스 앤드 스페이스
발사 질량1,910 kg (4,210파운드)[1]
볼륨 질량480 kg (1,060파운드)[2]
건조 질량810 kg (1,790파운드)
페이로드 질량125 kg (276파운드)
치수2.9 m × 2.1 m (9.5 ft × 6.9 ft)
임무 개시
발매일2015년 12월 3일 04:04:00[3][4][5] UTC
로켓베가(VV06)
발사장소쿠루 ELV
청부업자아리아네스페이스
임무 종료
처리.폐지되었다
비활성화됨2017년 6월 30일
궤도 파라미터
레퍼런스 시스템태양-지구1 L
정권리사주 궤도
근점 고도500,000 km (139,000 mi)
아포압시스 고도800,000 km (500,000 mi)
기울기60도
에폭계획된
트랜스폰더
밴드X밴드
대역폭7 kbit/s
인스트루먼트
최대 36.7 cm 레이저 간섭계
LISA Pathfinder insignia
LISA 패스파인더용 ESA 천체물리학 휘장

리사 패스파인더(LISA Pathfinder)는 2015년 12월 3일 발사된 ESA [3][4][5]우주선이다.2037년 발사될 예정인 ESA 중력파 관측소인 레이저 간섭계 우주 안테나(LISA)에 필요한 기술을 시험했다.과학 단계는 2016년 3월 8일에 시작되었고 거의 16개월 [6]동안 지속되었다.2016년 4월 ESA는 LISA Pathfinder가 LISA 미션이 실현 가능하다는 것을 증명했다고 발표했습니다.

예상 임무 비용은 4억 [7]유로였습니다.

미션

LISA Pathfinder는 두 개의 테스트 질량을 거의 완벽한 중력 자유 낙하 상태로 놓고, 전례 없는 정확도로 상대 운동을 제어하고 측정했습니다.레이저 간섭계는 0.01나노미터 [8]미만의 정확도로 질량의 상대적인 위치와 방향을 측정했는데, 이는 후속 임무인 레이저 간섭계 우주 안테나(LISA)에 의해 중력파를 탐지할 수 있을 정도로 민감한 것으로 추정되는 기술입니다.

간섭계는 최종 LISA 간섭계의 한 쪽 팔의 모델이었지만, 수백만 킬로미터 길이에서 40 센티미터로 감소했습니다.이 감소는 상대 위치 측정의 정확성을 바꾸지 않았고, LISA 패스파인더의 주요 목표였던 실험을 둘러싼 우주선에 의해 야기된 다양한 기술적 장애에도 영향을 미치지 않았다.그러나 중력파에 대한 민감도는 팔 길이와 비례해 계획된 LISA 실험에 비해 수십억 배나 줄어든다.

리사 패스파인더는 ESA가 주도한 임무였다.유럽 우주 회사들과 프랑스, 독일, 이탈리아, 네덜란드, 스페인, 스위스, 영국, 그리고 미국 항공우주국 [9]나사의 연구 기관들이 참여했습니다.

LISA 패스파인더 과학

LISA Pathfinder는 두 질량이 손상되지 않은 채 우주선을 통해 비행할 수 있고 2037년 발사 예정인 완전한 중력파 관측소를 실현하는데 필요한 정밀도에 상대적인 위치를 유지할 수 있다는 것을 증명하는 개념 증명 임무였다.주된 목적은 측지 운동으로부터의 편차를 측정하는 것이었다.중력물리학 실험의 대부분은 자유낙하하는 지오데식 기준 시험 [10]입자 사이의 상대 가속도를 측정해야 합니다.

LISA Pathfinder에서는 광학 간섭계에 의한 정밀 시험 질량 간 추적으로 과학자들은 단일 우주선에서 약 38cm 떨어진 두 시험 질량의 상대적인 가속도를 평가할 수 있었다.LISA Pathfinder의 과학은 모든 가짜 효과(유도력 및 광학 측정 한계 포함)에 대해 실험적으로 고정된 물리적 모델을 측정 및 생성하는 것으로 구성되었으며, 이는 LISA 후속 작업에 이상적인 자유낙하 테스트 입자의 완벽한 조합을 만들고 측정하는 능력을 제한합니다.n.[11]

특히, 다음과 같은 것이 확인되었습니다.

  • 두 개의 프루프 덩어리가 있는 우주선의 드래그 프리 자세 제어,
  • 원하는 주파수 대역(지구 표면에서는 불가능)에서의 레이저 간섭 측정의 실현 가능성
  • 용량 센서, 마이크로 스러스터, 레이저, 광학 등 다양한 컴포넌트의 신뢰성과 수명.

후속 임무인 [12]LISA의 경우, 테스트 질량은 250만 킬로미터 떨어진 [13]세 개의 별도 우주선에 각각 수용된 2 kg 금/플래티넘 큐브의 쌍이 될 것이다.

우주선 설계

LISA Pathfinder는 European Space Agency와 계약을 맺고 영국의 Stevenage에 있는 Airbus Defense and Space에 의해 조립되었다.관성센서, 간섭계, 관련 계측기로 구성된 유럽형 'LISA 기술 패키지'와 냉가스 마이크로슬러스터(Gaia에 사용되는 것과 유사)를 사용하는 유럽형 '디스터번스 저감 시스템'과 유럽형 센서와 전기 추진기를 사용하는 미국형 '디스터번스 저감 시스템' 등 2개의 무저항 제어 시스템을 탑재했다.전기장에서 [14]가속된 콜로이드의 이온화된 물방울을 사용하는 m.콜로이드 스루스터(또는 "일렉트로스프레이 스루스터") 시스템은 부섹에 의해 제작되어 [15]우주선과의 통합을 위해 JPL에 전달되었다.

인스트루먼트

LISA Technology Package(LTP)는 Airbus Defense와 Space Germany에 의해 통합되었지만, 계측기와 부품은 유럽 전역의 기여 기관에 의해 공급되었다.간섭계에 대한 소음 제거 기술 요건은 매우 엄격했으며, 이는 온도와 같은 환경 조건 변화에 대한 간섭계의 물리적 반응을 최소화해야 한다는 것을 의미한다.

환경에 미치는 영향

후속 임무인 eLISA에서 환경 요인은 간섭계가 취하는 측정에 영향을 미칩니다.이러한 환경적 영향에는 태양이 우주선을 불규칙하게 가열하거나 우주선 내부의 따뜻한 기구에 의해 야기될 수 있는 부유 전자장과 온도 변화 등이 포함됩니다.따라서, LISA Pathfinder는 그러한 환경적 영향이 관성 센서와 다른 기기의 동작을 어떻게 변화시키는지 알아내기 위해 고안되었습니다.LISA Pathfinder는 테스트 질량 및 광학 벤치에서 온도 및 자기장을 측정할 수 있는 광범위한 계측기 패키지를 가지고 비행했습니다.이 우주선은 인공적으로 시스템을 자극하는 장비까지 갖추고 있었다: 그것은 우주선의 구조를 불균등하게 데울 수 있는 발열 요소를 실어 날랐고, 광학 벤치가 왜곡되게 만들어 과학자들이 다양한 [16]온도에 따라 측정치가 어떻게 변화하는지 볼 수 있게 했다.

우주선 작전

LISA Pathfinder의 미션 컨트롤은 독일 다름슈타트에 있는 ESOC에서 이루어졌으며,[17] 스페인 마드리드에 있는 ESAC에서 과학기술 운영을 관리했습니다.

리사주 궤도

LISA 패스파인더 궤도 애니메이션
폴라뷰
적도 뷰
태양에서 바라본 모습
지구 · 리사 패스파인더

이 우주선은 베가 비행 VV06에 의해 타원형 LEO 주차 궤도로 처음 발사되었다.여기서부터 근지점을 지날 때마다 짧은 연소를 수행했고, 지구-태양1 L [1][18][19]지점 주변의 의도된 후광 궤도에 원점을 서서히 더 가까이 올렸습니다.

연대와 결과

최종 결과(빨간색 선)는 초기 요구 사항을 훨씬 초과했다.

이 우주선은 2016년 1월 22일 라그랑주 L1 지점 주변의 궤도에 도달하여 페이로드 [20]시운전을 받았다.테스트는 2016년 [21]3월 1일에 시작되었습니다.2016년 4월 ESA는 LISA Pathfinder가 LISA 미션이 [22]실현 가능하다는 것을 증명했다고 발표했습니다.

2016년 6월 7일, ESA는 우주 기반 중력파 관측소를 위해 개발된 기술이 기대 이상임을 보여주는 두 달 동안의 과학 실험의 첫 결과를 발표했다.우주선 중심부에 있는 두 개의 큐브는 다른 외부 힘에 의해 방해받지 않고 중력만으로 우주를 자유롭게 통과하며 LISA 패스파인더에 [23][24][25]필요한 것보다 5배 이상 우수합니다.2017년 2월, BBC 뉴스는 중력 탐사선이 성능 [26]목표를 초과 달성했다고 보도했다.

LISA Pathfinder는 2017년 [27]6월 30일에 비활성화되었습니다.

2018년 2월 5일 ESA는 최종 결과를 발표했다.측정 정밀도는 잔류 공기 분자의 배출과 [28]장애에 대한 더 나은 이해로 인해 향후 LISA 임무의 현재 목표를 넘어 더욱 향상될 수 있다.

「 」를 참조해 주세요.

  • 유럽 중력파 검출기 아인슈타인 망원경
  • 독일 하노버에 위치한 중력파 검출기 GEO600
  • 미국의 중력파 관측소인 LIGO
  • 2019년 발사된 중국의 중력파 관측 기술 시연기 '태지 1호'
  • 이탈리아 피사에 가까운 곳에 있는 처녀자리 간섭계

레퍼런스

  1. ^ a b c "LISA Pathfinder: Operations". ESA. 8 January 2010. Retrieved 5 February 2011.
  2. ^ "LPF (LISA Pathfinder) Mission". ESA eoPortal. Retrieved 2014-03-28.
  3. ^ a b "Launch Schedule". SpaceFlight Now. Archived from the original on 2016-12-24. Retrieved 2015-10-16.
  4. ^ a b "Call for Media: LISA Pathfinder launch". ESA. 23 November 2015.
  5. ^ a b "LISA Pathfinder enroute to gravitational wave demonstration". European Space Agency. Retrieved 3 December 2015.
  6. ^ "News: Top News - LISA Gravitational Wave Observatory". Archived from the original on 2016-04-19.
  7. ^ "LISA Pathfinder To Proceed Despite 100% Cost Growth". Space News. 22 June 2011.
  8. ^ "LISA Pathfinder Ready for Launch from Kourou" (Press release). Airbus Defence and Space. November 30, 2015 – via SpaceRef.
  9. ^ "LISA Pathfinder international partners". eLISAscience.org. Archived from the original on 26 September 2015. Retrieved 7 September 2015.
  10. ^ LISA Pathfinder Archived 2014-10-21의 과학 목표입니다.
  11. ^ "LISA Pathfinder Science". eLISAscience.org. Archived from the original on 21 October 2014. Retrieved 9 July 2014.
  12. ^ "LISA Gravitational Wave Observatory - We will observe gravitational waves in space - New Astronomy - LISA Pathfinder".
  13. ^ 공식 디자인 제안서는 https://www.elisascience.org/files/publications/LISA_L3_20170120.pdf에서 확인할 수 있습니다.
  14. ^ J.K. Ziemer 및 S.M. Merkowitz: "LISA 미션의 미소 추진", AIAA–2004–3439, 제40회 AIAA/ASME/SAE/ASE 공동 추진 회의, 2004년 7월 11일 Fortloaderdale FL.
  15. ^ Rovey, J. "Propulsion and Energy: Electric Propulsion (Year in Review, 2009)" (PDF). Aerospace America, December 2009, p. 44. Archived from the original (PDF) on 2015-12-08. Retrieved 2012-10-26.
  16. ^ "LISA Pathfinder Technology". eLISAscience.org. Archived from the original on 21 October 2014. Retrieved 9 July 2014.
  17. ^ "LISA Pathfinder: Fact sheet". ESA. Retrieved 20 April 2009.
  18. ^ "LISA Pathfinder: Mission home". ESA. Retrieved 5 February 2011.
  19. ^ "ESA's new vision to study the invisible universe". www.esa.int. Retrieved 26 June 2014.
  20. ^ "First locks released from LISA Pathfinder's cubes". ESA. ESA Press Release. February 3, 2016. Retrieved 2016-02-12.
  21. ^ Amos, Jonathan (1 March 2016). "Gravitational waves: Tests begin for future space observatory". BBC News. Retrieved 2016-03-01.
  22. ^ Gravitational Observatory Advisory Team, ed. (28 March 2016). The ESA–L3 Gravitational Wave Mission - Final Report (PDF). ESA–L3 Final Report. p. 4.
  23. ^ M. Armano; et al. (2016). "Sub-Femto-g Free Fall for Space-Based Gravitational Wave Observatories: LISA Pathfinder Results". Physical Review Letters. 116 (23): 231101. Bibcode:2016PhRvL.116w1101A. doi:10.1103/PhysRevLett.116.231101. PMID 27341221.
  24. ^ "LISA Pathfinder exceeds expectations". ESA. 7 June 2016. Retrieved 7 June 2016.
  25. ^ "LISA Pathfinder exceeds expectations". Benjamin Knispel. elisascience.org. 7 June 2016. Archived from the original on 3 August 2016. Retrieved 7 June 2016.
  26. ^ "Gravity probe exceeds performance goals". Jonathan Amos, BBC Science Correspondent, Boston. 18 February 2017. Retrieved 20 February 2017.
  27. ^ "LISA Pathfinder Will Concludee Trailblazing Mission". ESA Science and Technology. ESA. 20 June 2017. Retrieved 17 August 2017.
  28. ^ "ESA creates quietest place in space". 2018-02-05. Retrieved 2018-02-07.

외부 링크

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