Читать книгу "Складки на ткани пространства-времени - Говерт Шиллинг"

Лазерно-интерферометрическая космическая антенна – так была названа новая задумка – оказалась еще более масштабной, как LAGOS. Предложение Данцманна включало шесть космических кораблей, по два на каждый узел пространственного построения. Более того, сторона треугольника составляла бы 5 млн км. Каждый аппарат предлагалось оснастить лазерами, светоделителями, телескопами, зеркалами и фотодетекторами. Из каждой вершины в две другие направлялись бы пучки когерентного лазерного излучения. Фактически LISA мыслилась как три гигантских наложенных друг на друга интерферометра. Их согласованная работа позволила бы измерять поляризацию гравитационных волн – выявлять разницу амплитуды волны в разных направлениях. Это дало бы дополнительную информацию о телах, участвующих в орбитальном движении, в том числе об их ориентации в пространстве и угловых скоростях.

Проект LISA оказался слишком амбициозным и не попал в программу Horizon 2000+ в качестве миссии М3. Данцманн с коллегами подали повторную заявку, описав ее как возможную «фундаментальную миссию» европейской программы изучения космоса. Скоро, однако, стало ясно, что в одиночку ЕКА не в состоянии профинансировать этот проект, и возникла мысль объединить силы с НАСА, поделив расходы, оценивавшиеся примерно в $1,5–2 млрд. В 1996 г. в Великобритании прошел первый международный симпозиум-биеннале, посвященный LISA. Через два года ученые предложили создать образец для демонстрации технических решений – ELITE (European LISA Technology Experiment). Дело двигалось, хотя и значительно медленнее, чем надеялись многие участники.

Подробный план проекта был составлен только к 2010 г. К этому времени замысел ELITE развился в LISA Pathfinder, но и работа над демонстрационной миссией надолго задерживалась. Старт работ по проекту перенесли на 2013 г., от идеи шести космических аппаратов вернулись ради экономии к первоначальным трем. Предполагалось, что тяжелая американская ракета-носитель «Атлас» одновременно вывела бы все три в космос в 2018 г.

3 февраля 2011 г. команда проекта LISA представила свои планы на собрании в штаб-квартире ЕКА в Париже с надеждой, что агентство объявит поиск гравитационных волн флагманской миссией новой программы изучения космоса Cosmic Vision 2015–2025. Другими двумя претендентами на роль миссии L1 (от Large – «большая») также были совместные проекты ЕКА и НАСА: исследование ледяных спутников Юпитера несколькими автоматическими станциями (Jupiter Icy Moons Explorer, JUICE) и большая рентгеновская обсерватория. На основе парижской презентации и последующих рекомендаций Консультативного комитета по космической науке ЕКА должно было сделать окончательный выбор летом того же года.

Беда пришла неожиданно. 15 марта, менее чем через шесть недель после собрания в Париже, НАСА прекратило финансирование всех трех совместных с европейскими коллегами научных программ. Главным причинами стали разразившийся в США бюджетный кризис и огромные расходы на Космический телескоп им. Джеймса Уэбба, инструмент почти инфракрасного диапазона, принявший эстафету у «Хаббла». Проект LISA не получил и высшего приоритета в отчете 2010 г. «Новые миры, новые горизонты»[123], в котором Национальный совет по научным исследованиям дал оценку американским проектам в области астрономии и астрофизики на десятилетие 2012–2021 гг.

В ответ на неблагоприятное решение НАСА уходящий со своего поста директор ЕКА по науке Дэвид Саутвуд решил отложить выбор первой флагманской миссии Cosmic Vision до весны 2012 г. Он надеялся, что трем командам хватит времени подготовить исключительно европейские, значительно менее дорогостоящие альтернативы. В течение нескольких месяцев сообщество ученых, занимающихся поиском волн Эйнштейна, разработало новый проект, названный NGO (Новая гравитационно-волновая обсерватория). Длину плеч интерферометра вновь урезали до 1 млн км, что позволяло уменьшить размеры телескопов и зеркал и мощность лазера. Это снижало вес трех спутников и позволяло вывести их в космос двумя относительно дешевыми российскими ракетами «Союз». Более того, в проекте NGO остался один интерферометр вместо трех. Как и в первоначальной схеме LAGOS, «материнский корабль» нес бы лазер и регистрационное оборудование (как центральные здания LIGO и Virgo), а два «дочерних» – только торцевые зеркала интерферометра.

Тем не менее 3 мая 2012 г. Комитет по научным программам ЕКА выбрал в качестве миссии L1 не NGO и не урезанный проект рентгеновской обсерватории, а Jupiter Icy Moons Explorer. Аппараты JUICE будут запущены в 2022 г. и отправятся изучать спутник Юпитера Ганимед – ледяное небесное тело, превышающее размеры планеты Меркурий, – по пути сфотографировав еще два спутника, Европу и Каллисто. Аппарат достигнет системы Юпитера в 2030 г. и через три года выйдет на орбиту Ганимеда, став первым в истории искусственным спутником спутника другой планеты. Замечательная программа, но специалисты по гравитационным волнам рассчитывали на другое!

Научный руководитель проекта LISA Pathfinder Пол Макнамара прекрасно помнит всеобщее уныние после 9-го симпозиума по LISA, состоявшегося в Париже в конце мая 2012 г. Представители НАСА в нем не участвовали, международная научная группа была распущена. Проект и прежде сталкивался с задержками, но теперь намного меньшей, дешевой и скромной программе NGO было отказано в реализации. Все были угнетены. «Атмосфера как на похоронах», – вспоминал Макнамара.

Данцманн и его коллеги не сдались. В 2028 г. будет запущена вторая флагманская миссия (L2) программы Cosmic Vision[124], а в 2034 г. – третья (L3). С целью объединения научного сообщества был образован новый независимый консорциум. В мае 2013 г. команда опубликовала аналитический доклад о потенциальной научной отдаче миссии в духе NGO, названной eLISA[125] («е» от evolved – «усовершенствованный»). «Появление низкочастотной гравитационно-волновой обсерватории добавит новую грань нашему пониманию Вселенной, – утверждалось в разделе «Выводы». – eLISA станет первой программой в истории, исследующей всю Вселенную в поисках гравитационных волн. [Она] займет уникальное место в научном ландшафте 2028 г.».

Упорство дало плоды. В ноябре 2013 г. ЕКА объявило научные темы миссий L2 и L3. Вторая миссия будет посвящена астрофизике высоких энергий (рентгеновскому излучению), третья – гравитационным волнам. До официального старта программы оставалось много лет, но космическое агентство по крайней мере уделило внимание этому направлению космических наук. Впервые появилась уверенность, что лазерный интерферометр космического базирования станет реальностью хотя бы через 60 лет после того, как Рэй Вайсс и Питер Бендер выдвинули эту идею. Даже очередной перенос запуска LISA Pathfinder на конец 2015 г. уже не казался проблемой – времени сколько угодно.