Euroopa Kosmoseagentuur avaldas sellel nädalal 2015. ja 2025. aastate vahel planeeritavate kosmosemissioonide -ning tehnoloogiate arendamise teekaardi.
Kosmoloogia, osakestefüüsika ning astrofüüsika on järjest enam kokku sulandumas ning pelgalt maapealsetest eksperimentidest universumi mõistmiseks enam ei piisa. Seetõttu pöördutakse füüsika fundamentaalsetele küsimustele vastamiseks järjest enam kosmosemissioonide poole. Teadlased on sattunud justkui nõiaringi.
Kunstniku nägemus Thales Alenia Space'i ja EADS Astrium kontseptsioonist Euclid'i disainimisel. Graafika: ESA
Universumi struktuuri paremaks mõistmiseks on neil vaja suuremaid teadmisi alusteadusest, ent füüsikast paremini arusaamiseks on neil vaja parandada oma arusaamist universumi struktuuri loomusest endast. Fundamentaalfüüsika on tänapäeval taandunud kahele suurele sambale.Esiteks on üldrelatiivsus, mis kirjeldab, kuidas massid teineteisega läbi gravitatsiooni reageerivad. Ning teiseks kvantmehaanika või täpsemalt standardmudel, mis kirjeldab fundamentaalosakeste vahelisi vastastikuseid toimeid. Kuid need ei põimu teineteisega, vaid seisavad eraldi. Paljud teadlased loodavad, et kosmose ekstreemsetes tingimustes on võimalik kvantteooria ja relatiivsuse vahet vähendada.
Lisaks füüsika fundamentaalsete aluste kontrollimisele sisaldab programm ka gravitatsioonilainete ning nende allikate otsingut, kvantmehaanika eksperimentide kosmoses tegemist, tumeaine ning tumeenergia olemuse selgitamist ning antiaine otsinguid.
Teekaardis pälvivad tähelepanu·:
1) Lisa Pathfinder – Pelgalt 30 cm pikkune 2012. orbiidile saadetav satelliit aitab ette valmistada ning katsetab ambitsioonika LISA missiooni tehnoloogiat. ESA ja NASA ühisprojekti LISA eesmärgiks on gravitatsioonilainete avastamine. LISa hakkab koosnema kolmest satelliidist, mis tiirlevad kolmnurgakujuliselt, kusjuures kolmnurga iga külg on viie miljoni kilomeetri pikkune. Satelliidi grupp toimib hiiglasliku interferomeetrina ning peaks olema suuteline avastama mööduvate gravitatsioonilainete poolt põhjustavaid aegruumi deformatsioone. Gravitarsioonilained ise on üks üldrelatiivsusteooria põhilisi ennustusi.
2) MICROSCOPE – ESA ja Prantsuse Kosmoseagentuuri (CNES) ühisprojekt, mille eesmärgiks on gravitatsioonilise massi ja inertsmassi vahelise võrdsuse ehk ekvivalentsuse printsiibi kinnitamine. Ekvivalentsuse printsiip on üldrelatiivsuse üks põhialuseid ning eksperiment on nii tundlik, et võib võimaldada uute jõudude avastamist, mis võiks aidata kvantteooriat ning relatiivsust ühendada. MICROSCOPE plaanitakse orbiidile saata 2012. aasta lõpus.
3) ACES – ACES koosneb uue põlvkonna aatomkelladest, mis paigutatakse Rahvusvahelise Kosmosejaama pardale 2013. aastal. Mikrogravitatsioon võimaldab Maa poolt tekitava gravitatsioonilise punanihke täpseid mõõtmisi ning aja jooksul mõõta ka teistes fundamentaalsetes konstantides esinevaid variatsioone.
4) EUCLID – ESA uurib missiooni võimalikust 2017. või 2018. aastal orbiidile saatmiseks. Kosmoseteleskoop hakkaks uurima galaktikate paiknemist universumis. Tavalise aine võngete vaatlus ning nõrga gravitatsiooni läätse nähtuse kasutamine aitab hinnata universumis leiduva tumeaine ja tumeenergia hulka.
Allikas:
ESA Fundamentaalfüüsika teekaart (pdf)