Концепция создания космической лазерной гравитационной антенны на геоцентрической орбите ГЛОНАСС «SOIGA»

В.И. Пустовойт, С.И. Донченко, О.В. Денисенко, В.Ф. Фатеев

ФГУП «ВНИИФТРИ», Менделеево, Московская обл.
vladpustovoit@gmail.com,
director@vniiftri.ru,
denisenko@vniiftri.ru,
fateev@vniiftri.ru

«Альманах современной метрологии» № 1 (21) 2020, стр. 27–49

На основе анализа известных зарубежных предложений по созданию космических лазерных гравитационно-волновых антенн (ГВА) в статье предлагается проект создания космической лазерной интерференционной ГВА на основе использования устойчивых средневысотных орбит спутников ГЛОНАСС «SOIGA» (Space Optical Interferometric Gravitation Antenna). В разных вариантах антенны длина баз между тремя спутниками составляет от 36 до 43,3 тыс. км. Диапазон частот регистрируемых гравитационных волн в такой антенне составляет 0,2–10 Гц. Для создания антенны предполагается широкое использование отечественного задела, имеющегося при создании платформ спутников ГЛОНАСС и их орбитальных структур, методов управления системой и её метрологического обеспечения, а также имеющегося задела по созданию лазерных эталонов длины.

Ключевые слова: космическая лазерная гравитационная антенна, спутники ГЛОНАСС, орбитальные структуры, методы управления.

Цитируемая литература

1. Пустовойт В.И. О непосредственном обнаружении гравитационных волн // УФН. 2016. Т. 186. № 10. С. 1–20.

2. Weber J. Gravitational-Wave-Detector Events // Physical Review Letters. 1968. 20. 1307–1308. Doi:10.1103/PhysRevLett.20.1307.

3. Герценштейн М.Е., Пустовойт В.И. К вопросу об обнаружении гравитационных волн малых частот // ЖЭТФ. 1962. 43. 605; Gertsenshtein M.E, Pustovoit V.I. // Sov. Phys. JETP. 1963. 16. 433.

4. Abramovici A., Althouse W.E., Drever R.W.P. et al. LIGO: The Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory // Science. 1992. V. 256. No. 5055. P. 325–333.

5. Flaminio R. et al. The gravitational wave detector VIRGO [Electronic resource]. URL: http://icfa-nanobeam.web.cern.ch/icfa-nanobeam/paper/Flaminio_Virgo.pdf.

6. Willke B., Aufmuth P., Aulbert C. et al. The GEO600 gravitational wave detector // Classical and Quantum Gravity. 2002. V. 19. No. 7. Р. 1377–1387.

7. Aso Y. et al. Interferometer design of the KAGRA gravitational wave detector // Phys. Rev. D. 20 August 2013. V. 88. P. 043007.

8. Max-Planck-Institut fr Quantenoptic, 1998, LISA (laser interferometer space antenna): an international project in the field of fundamental physics in space Pre-Phase A Report MPQ, 233 (Garching bei Munchen, Germany).

9. Giuseppe D. Racca, Paul W. McNamara The LISA Pathfinder Mission, Tracing Einstein’s Geodesics in Space // Space Science Reviews. V. 151. No. 1–3, March 2010. P. 159–181. DOI: 10.1007/s11214-009-9602-x.

10. Armano M. et al. Sub-Femto-g Free Fall for Space-Based Gravitational Wave Observatories: LISA Pathfinder Results (англ.) // Physical Review Letters. 2016. V. 116. No. 23. P. 231101.

11. Seto N., Kawamura S., Nakamura T. Possibility of direct measurement of the acceleration of the universe using laser interferometer gravitational wave antenna in space // Phys. Rev. Lett. 2001. 87. 221103.

12. Sato S., Kawamura S. et al. The Japanese space gravitational wave antenna — DECIGO // J. Phys.: Conf. 2008. Ser. 122 (1). Bibcode: 2008JPhCS.122a2006K. Doi:10.1088/1742-6596/122/1/012006.

13. Kawamura S. et al. Space gravitational-wave antennas DECIGO and B-DECIGO [Electronic resource] // International Journal of Modern Physics D. 2019. V. 28. No. 12. URL: https://doi.org/10.1142/S0218271818450013.

14. Jun Luo et al. TianQin: a space-borne gravitational wave detector // Class. Quantum Grav. 2016. 33. 035010. 19 p.

15. Sheard B.S., Heinzel G., Danzmann K.,·Shaddock D.A., Klipstein W.M., Folkner W.M. Intersatellite laser ranging instrument for the GRACE follow-on mission // J. Geod 2012. 86:1083–1095. DOI 10.1007/s00190-012-0566-3.

16. Conclin J.W. et al. Lagrange: LAser GRavitatinal-wave ANtenna at GEo-lunar L 1, L 4, L 5 [Electronic resource]. URL: http://pros.gsfc.nasa.gov/studies/grave-waves.

17. Многоканальная астрономия / ред.-составитель А.М. Черепащук. Фрязино: Век-2, 2019. 528 с.

18. Tinto M., de Araujo J.C.N., Aguiar O.D. and Alves M.E.S. Searching for gravitational waves with a geostationary interferometer // Astroparticle Physics. 2013. 48. P. 50.

19. Интерфейсный контрольный документ «Глобальная навигационная спутниковая система». Ред. 5.1. М.: РКС, 2008.

20. Фатеев В.Ф. Космические измерители параметров гравитационного поля // Альманах современной метрологии. 2015. № 3. С. 32–62.

21. ГЭТ 2-2010 Государственный первичный эталон единицы длины — метра. ВНИИМ им. Д.И. Менделеева, 2010.

22. ГЭТ 199-2012 Государственный специальный первичный эталон единицы длины. ФГУП «ВНИИФТРИ», 2012.

Полные тексты статей доступны в печатных номерах журнала по подписке и при покупке отдельных номеров у издателя.
Спустя два года статьи размещаются в открытом доступе на сайте журнала и в Научной электронной библиотеке eLIBRARY.