Η L3Harris κερδίζει σύμβαση της NASA για το πλήρως γυάλινο τηλεσκόπιο δοκιμής LISA

L3Harris Technologies (LHX ) έχει επιλεγεί από τη NASA για να σχεδιάσει, συναρμολογήσει, ενσωματώσει και δοκιμάσει ένα πλήρως γυάλινο τηλεσκόπιο για την αποστολή Laser Interferometer Space Antenna (LISA), η εταιρεία ανακοίνωσε στις 8 Οκτωβρίου 2026. Σε ένα άρθρο που δημοσιεύτηκε την ίδια ημέρα, NASA κατέστησε τη μονάδα ως Μονάδα Μηχανικής Δοκιμής και την περιέγραψε ως το τελευταίο βήμα προς την μελλοντική παραγωγή υλικού πτήσης για το παρατηρητήριο βαρυτικών κυμάτων υπό την ηγεσία του European Space Agency.

«Έχουμε υποβάλει το πρωτότυπο σε αυστηρές δοκιμές και μεταφέρουμε όλα όσα μάθαμε σε αυτό το νέο τηλεσκόπιο», δήλωσε η Ritva Keski-Kuha, υπεύθυνη του προγράμματος τηλεσκοπίου LISA στο Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA. «Αυτή θα είναι η τελευταία μας μονάδα πριν την πτήση και η πρώτη μας παράδοση οπτικού τηλεσκοπίου στην ESA». Η NASA ανέφερε ότι η ομάδα παρέδωσε ένα δομικό μοντέλο του τηλεσκοπίου κατασκευασμένο από μέταλλο αντί για γυαλί τον Ιούνιο 2026.

Σύμφωνα με την ανακοίνωση της L3Harris, η αποστολή στοχεύει στην ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων στο διάστημα με τη μέτρηση αλλαγών απόστασης μεταξύ των δορυφόρων χρησιμοποιώντας δέσμες λέιζερ, υποστηρίζοντας τη μελέτη των μαύρων τρυπών, των συγκρουόμενων αστεριών και του χωροχρόνου. Η αποστολή θα εκτοξεύσει τρεις δορυφόρους σε ηλιοκεντρική τροχιά, σχηματίζοντας μια τριγωνική αστεροειδή που εκτείνεται σε 2,5 εκατομμύρια χιλιόμετρα για τη μέτρηση αλλαγών απόστασης μικρότερες από το πλάτος ενός μόνο ατόμου. Κάθε δορυφόρος θα μεταφέρει δύο τηλεσκόπια L3Harris ικανά να μεταδίδουν και να λαμβάνουν ακριβείς δέσμες λέιζερ με την υποστήριξη κεραμικού γυαλιού.

«Το LISA θα ανοίξει ένα νέο παράθυρο στο σύμπαν που οι παρατηρητήρια επίγειας βάσης δεν μπορούν να προσεγγίσουν», δήλωσε ο Jeff Hanke, Πρόεδρος, Space Systems, Space & Mission Systems, L3Harris. «Ακούγοντας τις χαμηλής συχνότητας κυματισμούς του χωροχρόνου σε διαστάσεις εκατομμυρίων χιλιομέτρων, το LISA επιτρέπει τη μελέτη τεράστιων, απομακρυσμένων και σπάνιων κοσμικών γεγονότων που διαφορετικά θα παρέμεναν αόρατα».

Σχεδίαση Πλήρως Γυάλινου Τηλεσκοπίου

Κάθε τηλεσκόπιο θα κατασκευαστεί εξ ολοκλήρου από ένα κεραμικό-γυάλινο σύνθετο υλικό χρυσοκόκκινο, που ονομάζεται Zerodur, το οποίο, όπως ανέφερε η NASA, χρησιμοποιείται εκτενώς σε εφαρμογές υψηλής ακρίβειας επειδή αντιστέκεται σε αλλαγές σχήματος σε ευρύ φάσμα θερμοκρασιών. Στο άρθρο της NASA τον Οκτώβριο 2024 για το πρωτότυπο τηλεσκόπιο του προγράμματος, η υπηρεσία ανέφερε ότι το υλικό Zerodur κατασκευάζεται από τη Schott στο Μάιντς, Γερμανία, και ότι ο κύριος καθρέφτης είναι επενδυμένος με χρυσό για καλύτερη ανάκλαση των υπέρυθρων λέιζερ και για μείωση της απώλειας θερμότητας από μια επιφάνεια που εκτίθεται στο κρύο διάστημα, καθώς το τηλεσκόπιο λειτουργεί καλύτερα κοντά στη θερμοκρασία δωματίου.

Η σελίδα συνεισφορών του LISA της NASA περιγράφει τα τηλεσκόπια ως αφοκαλικούς επεκτατές δέσμης με αναμεταδόσεις πυρήνα βελτιστοποιημένες για ελαχιστοποίηση της διασύνδεσης της γωνιακής τρέμουλης με το μήκος διαδρομής. Κάθε ζεύγος τηλεσκοπίων βρίσκεται σε σειρά με τη διαμετρητική παρεμβολική διαδρομή μεταξύ των δοκιμαστικών μαζών του LISA, και το οπτικό μήκος διαδρομής μέσω του τηλεσκοπίου πρέπει να είναι εξαιρετικά σταθερό ώστε οι παραμορφώσεις του τηλεσκοπίου να μην κρύβουν τα σήματα των βαρυτικών κυμάτων, όπως ανέφερε η υπηρεσία. Ο κύριος καθρέφτης έχει διάμετρο περίπου 30 εκατοστών, και η NASA ανέφερε τη L3Harris ως συνεργάτη της στα τηλεσκόπια. Σύμφωνα με τη σελίδα δυνατοτήτων του LISA της L3Harris, οι απαιτήσεις σχεδίασης περιλαμβάνουν ακραία ανθεκτικότητα σε θερμικές αλλαγές λόγω της εγγύτητας του τηλεσκοπίου στον Ήλιο, και οι μηχανικοί της εταιρείας πρέπει να σχεδιάσουν το τηλεσκόπιο χωρίς μέταλλο ή σύνθετα υλικά.

Τα δίδυμα τηλεσκόπια σε κάθε διαστημόπλοιο θα μεταδίδουν και θα λαμβάνουν υπέρυθρες δέσμες λέιζερ για την παρακολούθηση των συντρόφων τους, και η NASA παρέχει όλα τα έξι τηλεσκόπια στην αποστολή, όπως ανέφερε η υπηρεσία στο άρθρο του 2024 για το πρωτότυπο.

Πλαίσιο Αποστολής και Προηγούμενη Εργασία Τηλεσκοπίου

Η ESA ηγείται του LISA, το οποίο επιλέχθηκε ως η τρίτη μεγάλη αποστολή του προγράμματος Cosmic Vision 2015-2025 του οργανισμού. Στην ανακοίνωση έγκρισης της αποστολής της ESA, η υπηρεσία δήλωσε ότι η Επιστημονική Επιτροπή του Προγράμματος ενέκρινε την αποστολή σε ένα βήμα που ονομάζεται επίσημα υιοθέτηση, δίνοντας το πράσινο φως για την κατασκευή των οργάνων και του διαστημοπλοίου, με την εργασία αυτή να ξεκινά τον Ιανουάριο 2025 μόλις επιλεγεί ένας ευρωπαϊκός βιομηχανικός εργολάβος. Τα τρία διαστημόπλοια θα ακολουθούν τη Γη στην τροχιά της γύρω από τον Ήλιο, σχηματίζοντας ένα ισόπλευρο τρίγωνο με πλευρές 2,5 εκατομμύρια χιλιόμετρα, περισσότερο από έξι φορές την απόσταση Γης-Σελήνης, και η εκτόξευση των τριών διαστημοπλοίων προγραμματίζεται για το 2035 με πυραύλο Ariane 6. Η NASA δηλώνει ότι η αποστολή προγραμματίζεται για εκτόξευση στα μέσα της δεκαετίας του 2030.

Η ESA δήλωσε ότι θα παρέχει το διαστημόπλοιο, την εκτόξευση, τις επιχειρήσεις αποστολής και τη διαχείριση δεδομένων. Οι ελεύθερα πέφτοντες δοκιμαστικοί μάζες παρέχονται από την Ιταλία και την Ελβετία· τα συστήματα ακρίβειας σε πικομέτρα για την ανίχνευση του παρεμβολικού σήματος παρέχονται από τη Γερμανία, το Ηνωμένο Βασίλειο, τη Γαλλία, τις Κάτω Χώρες, το Βέλγιο, την Πολωνία και τη Δημοκρατία της Τσεχίας· και το Υποσύστημα Διαγνωστικών Επιστημών παρέχεται από την Ισπανία. Σύμφωνα με την ESA, η NASA θα παρέχει τα υπερ-σταθερά λέιζερ, τα τηλεσκόπια 30 εκατοστών για τη συλλογή του φωτός τους και τις πηγές υπεριώδους φωτός που χρησιμοποιούνται για την εκφόρτιση των δοκιμαστικών μαζών. Η δική της καταγραφή της NASA αναφέρει πρόσθετες συνεισφορές όπως το σύστημα λέιζερ, συσκευές για τη διαχείριση της συσσώρευσης ηλεκτρικού φορτίου στις δοκιμαστικές μάζες, ανάλυση δεδομένων για την ταυτοποίηση και χαρακτηρισμό μεμονωμένων πηγών βαρυτικών κυμάτων, καθώς και πρόσθετη επιστημονική και τεχνική εξειδίκευση. Η σελίδα συνεισφορών της NASA επίσης αναγνωρίζει το Πανεπιστήμιο της Φλόριντα ως συνεργάτη της σε ένα βελτιωμένο σύστημα διαχείρισης φορτίου βασισμένο σε υπεριώδη LED.

Κάθε ένα από τα τρία διαστημόπλοια LISA περιέχει έναν ελεύθερα αιωρούμενο κύβο χρυσού‑πλατίνας που ονομάζεται μάζα απόδειξης, και το διαστημόπλοιο θα πετάξει γύρω από τον κύβο και θα διαχειρίζεται το περιβάλλον του ώστε ο κύβος να πέφτει στο διάστημα μόνο υπό την επίδραση της βαρύτητας, δήλωσε η NASA. Σύμφωνα με τον οργανισμό, τα βαρυτικά κύματα προβλέφθηκαν από τη γενική θεωρία της σχετικότητας του Albert Einstein του 1916 και ανιχνεύθηκαν για πρώτη φορά από παρατηρητήρια στη Γη το 2015, ενώ η αποστολή LISA Pathfinder της ESA έδειξε το 2016 ότι οι μη‑βαρυτικές δυνάμεις στις μάζες απόδειξης μπορούν να μειωθούν στο επίπεδο που απαιτείται για την ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων.

Ο Ira Thorpe, επιστήμονας έργου της NASA για την αποστολή στο Goddard, δήλωσε ότι οι αλλαγές που θα μετρήσει το LISA είναι μικρότερες από το πλάτος ενός ατόμου ηλίου, και ότι μέσω αυτών το LISA θα αποκαλύψει μια θάλασσα χαμηλής συχνότητας βαρυτικών κυμάτων που δεν μπορούν επί του παρόντος να ανιχνευθούν από εγκαταστάσεις στη Γη. Πρόσθεσε ότι η αποστολή θα μπορεί να ανιχνεύσει συγχωνεύσεις τεράστιων μαύρων τρυπών σε δισεκατομμύρια έτη φωτός, να χαρτογραφήσει συμπαγή ζεύγη λευκών νάνων, νετρονίων αστέρων και μαύρων τρυπών αστρικής μάζας στο δικό μας κοσμικό περιβάλλον, και ίσως να προσφέρει νέες γνώσεις για τη βαρύτητα καθ’ αυτήν.

Το νέο τηλεσκόπιο ακολουθεί την προηγούμενη δουλειά της L3Harris στο πρόγραμμα. Σε ανακοίνωση της NASA για σύμβαση, με ημερομηνία 16 Μαρτίου 2020, ο οργανισμός δήλωσε ότι είχε αναθέσει τη σύμβαση για το Τηλεσκόπιο Μονάδας Ανάπτυξης Μηχανικής LISA στην L3Harris Corporation του Rochester, Νέα Υόρκη, ως σύμβαση κόστους συν σταθερό τέλος με συνολική αξία $20,091,645 και διάρκεια 36 μηνών, με την εργασία να εκτελείται κυρίως στην εγκατάσταση του εργολάβου στο Rochester. Σύμφωνα με αυτήν την ανάθεση, η L3Harris έπρεπε να σχεδιάσει, κατασκευάσει, ευθυγραμμίσει, δοκιμάσει, επαληθεύσει και να παραδώσει ένα Μοντέλο Δομής/Θερμικής του Τηλεσκοπίου και δύο τηλεσκόπια Μονάδας Ανάπτυξης Μηχανικής, όργανα που μεταδίδουν και λαμβάνουν το συνεκτικό λέιζερ φως των 1,06 μικρόμετρων.

Το πλήρους κλίμακας πρωτότυπο του Τηλεσκοπίου Μονάδας Ανάπτυξης Μηχανικής, κατασκευασμένο και συναρμολογημένο από την L3Harris στο Rochester, έφτασε στο Goddard τον Μάιο του 2024 και μεταφέρθηκε εντός ενός καθαρού δωματίου εκεί στις 20 Μαΐου 2024. Η L3Harris δήλωσε ότι το πρωτότυπο καθοδηγεί την ανάπτυξη του εξοπλισμού πτήσης στο Goddard, και η NASA ανέφερε ότι η παράδοση του 2024 χρησίμευσε ως μονάδα ανάπτυξης μηχανικής για το νεοανατεθειμένο τηλεσκόπιο.