放大來看,這就好比測量倫敦碎片大廈頂部與紐約世貿(mào)中心一號大廈頂部之間的距離,然后觀察是否出現(xiàn)只有人類頭發(fā)直徑大小的變化。對于太空天文臺來說,這是一個非常有挑戰(zhàn)性的目標(biāo),但如果想要探測到極端微弱的“時空漣漪”,這樣的表現(xiàn)是必需的。
“一開始的幾天將會非常無聊;我們什么都做不了,”麥克納馬拉博士說,“我們只是讓這兩個測試重塊在太空中自由飄浮,然后通過觀察來不斷學(xué)習(xí),因?yàn)檫@種類型的實(shí)驗(yàn)此前從未有人做過。然后我們會開始探測我們的物理實(shí)驗(yàn)室。我們想知道什么因素會使這些測試重塊脫離自由落體運(yùn)動。”
天體追蹤器通常用來導(dǎo)航,但也可以用于尋找小行星
LPF會噴出氣體,從而繞著測試重塊飛行
LPF無法自己探測引力波。為了完成這一任務(wù),測試重塊之間38厘米的間隔需要整個探測器被發(fā)射到距離地球100萬公里甚至更遠(yuǎn)的位置上——這也是Lisa任務(wù)要達(dá)到的目標(biāo)。但是,有了LPF,就可以對度量衡原則進(jìn)行確認(rèn),最重要的是,科學(xué)家可以開始對那些必將干擾實(shí)驗(yàn)的“噪音”類型進(jìn)行定性。
對LPF來說,有些噪音來源于內(nèi)部設(shè)備自身的電流;此外還有一些可能會推動重塊偏離自由落體的物理因素,包括探測器內(nèi)細(xì)微的溫度變化,以及探測器本身質(zhì)量所產(chǎn)生的的近乎無法感知的引力牽拉。
為了維持最理想的自由落體環(huán)境,LPF必須從頭到尾一直繞著測試重塊飛行,保護(hù)它們免受陽光壓力或細(xì)小的微隕石的影響。要做到這些,LPF要噴出微量的氣體,以產(chǎn)生細(xì)微的推力。“LPF上面的冷氣體推進(jìn)器通常產(chǎn)生的推力,如果在地球上,只能夠阻止一片雪花落下,”空中客車防務(wù)與航空公司(Airbus Defence and Space)的拉爾夫·科爾代(Ralph Cordey)博士解釋道。LPF探測器正是在該公司位于英國的基地組裝的。
LPF實(shí)際上具有兩組獨(dú)立的微型推進(jìn)器,各自有獨(dú)立的控制系統(tǒng)。其中一組由歐洲的工業(yè)界提供;另一組是美國航空航天局(NASA)的項(xiàng)目成果。在最初的三個月里,歐洲的推進(jìn)器將完成所有工作;從夏季往后,美國的控制系統(tǒng)和推進(jìn)器將接管工作,并支持激光干涉儀的測量。
一旦所有的測試完成,LPF將可能運(yùn)行一些額外的、與引力波無關(guān)的實(shí)驗(yàn)。目前正在考慮的想法包括探測近地小行星。這項(xiàng)工作可以用探測器上空閑的天體追蹤器進(jìn)行。該儀器的導(dǎo)航傳感器將被編程,以向地球報告其視野中意料之外的小行星運(yùn)動。
另一項(xiàng)可能的實(shí)驗(yàn)是利用LPF探測器上的超靈敏儀器對“Big G”進(jìn)行定量,即萬有引力常數(shù)。這是牛頓力學(xué)中最基礎(chǔ)的數(shù)值,在研究兩個距離已知的質(zhì)體之間有多大的引力時至關(guān)重要。在地球的實(shí)驗(yàn)室里,通過扭秤可以很 地得到萬有引力常數(shù),但利用LPF進(jìn)行測量,將為物理學(xué)家提供完全不一樣的 數(shù)值。
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