Et sidste farvel til LISA Pathfinder

Med et tryk på en knap, De sidste kommandoer til Den Europæiske Rumorganisations LISA Pathfinder-mission blev sendt til rummet den 18. juli, et sidste farvel, før rumfartøjet blev slukket.

LISA Pathfinder var blevet dirigeret ind i en parkeringsbane i april, holde det ude af jordens måde. Den sidste handling i denne uge slukker den helt efter 16 måneders succesfulde videnskabelige målinger.

Mens nogle rumfartøjer er prangende, sidder aldrig stille, mens de glider hen over solsystemet, LISA Pathfinder var lige så stabil, som de kommer – bogstaveligt talt.

Den rummede en rumalderbevægelsesdetektor, der var så følsom, at den skulle beskyttes mod kraften fra fotoner fra Solen. Det blev gjort muligt takket være et system af thrustere, der påførte små reaktive kræfter på rumfartøjet, udligne Solens kraft og tillade rumfartøjet at holde sig inden for 10 nanometer af en ideel gravitationsbane.

Disse krav til Pathfinder var så udfordrende og unikke, at LISA Pathfinder fløj to uafhængige systemer baseret på forskellige designs - et leveret af NASA og et af ESA - og kørte test med begge under sin 16-måneders mission.

"Vi prøvede at holde det lige så stabilt som bredden af ​​en DNA-spiral, " sagde John Ziemer, systemer, der leder til det amerikanske thruster-system ved NASA's Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien. "Og vi gik ned derfra til bredden af ​​en del af en DNA-helix."

JPL styrede udviklingen af ​​thrustersystemet, formelt kaldet Space Technology 7 Disturbance Reduction System (ST7-DRS). Thrusterne er udviklet af Busek Co., Inc., Natick, Massachusetts, med teknisk support fra JPL. Under den amerikanske operationsfase, Pathfinder blev styret ved hjælp af algoritmer udviklet af ST7-teammedlemmer ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. Dette kontrolsystem tog input fra de europæiske sensorer og sendte kommandoer til thrusterne for præcist at guide rumfartøjet langs dets vej.

JPL afsluttede primære missionseksperimenter i efteråret 2016. I marts og april i år, de fortsatte med at validere de algoritmer, der blev brugt til at stabilisere rumfartøjet. De forbedrede dem gennem en række tests.

"Hovedmålet for os var at vise, at vi kan flyve rumfartøjet trækfrit, " sagde Ziemer. "Hovedkraften på rumfartøjet kommer fra Solen, fra fotoner med ekstremt lille kraft, der subtilt kan flytte rumfartøjet."

Så hvorfor bygge noget så følsomt til at begynde med?

LISA Pathfinder var blot et udgangspunkt. Missionen blev ledet af ESA som en slags springbræt, bevise den nødvendige teknologi til en endnu mere ambitiøs plan, Laser Interferometer Space Antenna (LISA):en trio af rumfartøjer foreslået opsendt i 2034. Med hvert rumfartøj holder så stille som muligt, de ville være i stand til at opdage de krusninger, der sendes ud over rummet ved sammensmeltningen af ​​sorte huller.

Disse krusninger, kendt som gravitationsbølger, har været en kilde til intens videnskabelig interesse i de senere år. Det jordbaserede Laser Interferometry Gravitational Wave Observatory opdagede gravitationsbølger for første gang i 2015.

Men der er en større rolle for thrustere som dem på LISA Pathfinder. Ziemer sagde, at driften af ​​superstabile thrustere kunne tjene som et alternativ til reaktionshjul, den nuværende standard for roterende og pegende rumfartøjer.

"Denne form for teknologi kan være afgørende for rumteleskoper, " sagde Ziemer. "De kunne potentielt holde dem stille nok til at afbilde exoplaneter, eller tillade formationsflyvning af en række rumfartøjer."

Thrusterne er en muliggørende teknologi, åbner op for en størrelse af præcision, som simpelthen ikke var tilgængelig før.