激光干涉太空天線開路者號實驗遠超預期

正在測試的激光干涉太空天線開路者號衛星
激光干涉太空天線開路者號(Laser Interferometer Space Antenna Pathfinder,簡稱 LISA Pathfinder)是歐洲太空總署的太空探測器,於2015年12月3日發射升空。任務是對於演化激光干涉太空天線所需的科技進行檢驗。演化激光干涉太空天線是歐洲太空總署計劃於2034年射入太空的一座重力波天文台。

7月1日,衛星完成了其技術測試任務,以探索在靜止的空太中測量重力波。去年,該衛星的表現已經超出預期。而此次成功讓歐洲太空總署批准給予全面感知宇宙重大事件的項目優先權,這些事件難以在地球上發現。

激光干涉太空天線開路者由三個置於邊長為數百萬公里的三角形的三個頂點上的探測器組成,以便使其對更長的重力波較為敏感,例如由更大的黑洞碰撞產生的波紋。

最終的重力波天文台將試圖通過這三個LISA探測器在自由落體運動中漂移時對激光的反彈,發現空間的拉伸和壓縮現象。因為這些物體將受到其他所有外部力量的保護,按理論只有重力波能擾亂它們自由落體的同步性,而這個干擾將會影響激光頻率。

LISA開路者號的目標是展示這樣的變化能在失重狀態下測量,精度可達一皮米(picometre)。高精度推進器將調整LISA開路者號的路線,以便探測器內部的兩個實驗立方體能自由下落,而不受外部軌道運行的干擾。

2016年2月,LISA開路者號也宣佈取得勝利。它雖然沒有發現重力波,卻表示能探測到為1皮米的百分之一的微小運動,探測器的性能被提升到另一個量級。

到今年6月初,LISA開路者號幾乎用完了所有推進器燃料,而地面指揮中心使用剩餘染料將其推離現有軌道,並進入最終的太陽軌道。 7月1日,LISA開路者號停止收集數據,7月18日,它將永久休眠。

【圖:歐洲太空總署;文:節錄自科學網頁;新聞訊息由林景明提供】

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