NASA разрабатывает спутник с квантовым датчиком для измерения гравитации Земли
NASA работает над созданием спутника QGG Pathfinder с первым в мире квантовым датчиком, который сможет фиксировать малейшие колебания земной гравитации. Уникальное устройство предоставит важную информацию для навигации, поиска полезных ископаемых и обеспечения национальной безопасности.
QGG Pathfinder, разработкой которого занимается Лаборатория реактивного движения NASA (JPL), будет включать в себя вакуумную камеру. Внутри нее будут удерживаться два облака из атомов рубидия, охлажденных до абсолютного нуля. Скопления атомов смогут непрерывно взаимодействовать с гравитационным полем Земли по мере того, как аппарат движется по орбите. В это время частицы будут двигаться с ускорением в сторону центра притяжения. Лазеры, подобно зеркалам и расщепителям, разделяют атомы, а затем снова соединяют их. Поведение частиц в этот момент показывает, насколько сильно они были ускорены под действием гравитации — скорость быстрее там, где сила тяжести сильнее.
Использование облаков ультрахолодных атомов идеально подходит для обеспечения точности измерений гравитации в космосе в течение длительного периода времени, отмечают исследователи. «С атомами можно гарантировать, что все измерения будут одинаковыми. Они менее чувствительны к воздействию окружающей среды», — добавил Шен-вей Чиоу из JPL.
Едва заметные колебания гравитации, вызванные движением воды, тектонической активностью или смещением горных пород, позволяют понять, что находится под поверхностью нашей планеты. Это позволит следить за многими ресурсами — от залежей нефти до глобальных запасов пресной воды.
Поскольку измерения основываются на атомах, квантовый прибор на борту космического аппарата QGG Pathfinder имеет компактные размеры. Сам спутник тоже будет небольшим — размером примерно с небольшую стиральную машину и массой около 125 кг — намного меньше и легче традиционных гравитационных приборов космического базирования. Квантовые датчики также позволят проводить наблюдения с повышенной точностью и чувствительностью. По оценкам, такой инструмент может быть в 10 раз чувствительнее при измерении силы тяжести, чем классические датчики.
Запуск спутника запланирован ближе к 2030 году. Основной его задачей будет тестирование новых технологий для изучения взаимодействия света и вещества на атомном уровне. Исследователи надеются, что полученные результаты помогут расширить данные о Земле и других планетах, а также о роли гравитации в формировании астрономических объектов. На основе полученных сведений NASA планирует создать более мощные и усовершенствованные аппараты.
Ранее ученые из Кембриджского университета предложили использовать гравитационные волны в качестве технологии связи. По их мнению, передача сигналов таким образом помогла бы устранить основные проблемы, с которыми сталкиваются традиционные системы, в том числе искажения и чувствительность к помехам. Однако и новый способ оказался не без недостатков.
