ساخت لیزر فضایی برای تشخیص اعوجاج در بافت کیهان

جستوجو برای امواج گرانشی ، اختلالات ضعف در انحنای فضا-زمان به هیچ عنوان آسان نیست. محققان باید منتظر وقایع بزرگ و شدید کیهانی (مانند برخورد سیاه چاله) باشند و از لیزرهای زمینی در تاسیسات LIGO در ایالات متحده و مرکز ویرجین در ایتالیا استفاده کنند تا موج‌های موجود در فضا را شناسایی کنند. اما در آینده سیستمی‌ از لیزرهای فضایی در مدار دور خورشید ایجاد می‌شود و به ستاره‌شناسان یک جفت چشم جدید و فوق‌العاده حساس می‌دهد.

پروژه جدید همکاری بین آژانس فضایی اروپا (ESA) و ناسا موسوم به آنتن فضایی تداخل سنج لیزری است. طی مأموریت آنتن فضایی تداخل سنج لیزری قرار است سه فضاپیمای به شکل یک مثلث در فضا مستقر شوند و در فاصله ا ۲٫۵ میلیون کیلومتری از هم فاصله قرار بگیرند. لیزرها به اطراف ساطع می‌شوند و سیگنال ایجاد نموده و یا الگوی تداخل ایجاد می‌کنند و وقتی یک موج گرانشی از طریق لیزر عبور می‌کند این الگوی تغییر خواهد نمود.

یک تغییر الگوی را تشخیص داده اید؟ آفرین. شما اولین موج گرانشی خود را تشخیص داده‌اید. تبریک می‌گویم.

زمین مکانی خاص و پر سروصدا است و تشخیص طیف وسیعی از وقایع کیهانی که باعث ایجاد امواج گرانشی می‌شوند، دشوار است. در نتیجه دانشمندان معتقدند برخی از متداول‌ترین حوادث کیهانی برای ما در روی زمین نامرئی هستند.

در فضا این قضیه تغییر می‌کند. با آنتن فضایی تداخل سنج لیزری ممکن است سیاهچاله‌هایی را که در حال چرخش به دورسیاهچاله‌های عظیم هستند و حوادث دوردست که در فضا-زمان اتفاق می‌افتند را  تشخیص دهیم. با این وجود ساختن سیستم لیزر فضایی پیچیده است. باید در برابر فضای خصمانه مقاومت کند و در هنگام سفر به شکل یک مثلث در اطراف خورشید ، باید دقیقاً در مکان خود بماند.

محققان مرکز الکترونیک و میکروتکنولوژی سوئیس جزئیات یک لیزر نمونه اولیه را رونمایی کرده‌‍اند که تقریباً تمام الزامات بیان شده توسط آژانس فضایی اروپا و ناسا را برآورده می‌کند و با فضا سازگار است. آنها نمونه اولیه خود را در یک ایستگاه تخصصی آزمایش کردند و اعتراف نمودند که این لیزر هنوز کامل نیست اما آنها مشکلات سیستم خود را شناسایی نموده و به چگونگی بهبود آن فکر می‌کنند.

خوشبختانه زمان زیادی قبل از ورود آنتن فضایی تداخل سنج لیزری به فضا وجود دارد. استیو لکوم محقق مرکز الکترونیک و میکروتکنولوژی سوئیس در بیانیه‌ مطبوعاتی گفت:

اگرچه ممکن است تاریخ پرتاب (بعد از سال ۲۰۳۰)  خیلی دور به نظر برسد اما هنوز هم جای پیشرفت چشمگیری در زمینه فناوری وجود دارد. این تیم آماده است تا در این تلاش هیجان‌انگیز همکاری نماید.

جزئیات بیشتر درباره عملکرد نمونه اولیه در کنگره انجمن نور ۲۰۱۹ از ۲۹ سپتامبر تا ۳ اکتبر به تفصیل بیان خواهد شد .