Die Entdeckung von Gravitationswellen durch das LIGO-Experiment im Jahr 2015 hat die wissenschaftliche Gemeinschaft in Mitleidenschaft gezogen. Ursprünglich von Einsteins Theorie der Allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagt, löste die Bestätigung dieser Wellen (und zwei nachfolgende Entdeckungen) ein langjähriges kosmologisches Rätsel. Zusätzlich zum Biegen des Raum-Zeit-Gewebes ist jetzt bekannt, dass die Schwerkraft auch Störungen verursachen kann, die in Milliarden von Lichtjahren Entfernung erkannt werden können.
Um diese Entdeckungen zu nutzen und neue und aufregende Forschungen zu Gravitationswellen durchzuführen, hat die Europäische Weltraumorganisation (ESA) kürzlich die Mission Laser Interferometer Space Antenna (LISA) grünes Licht gegeben. Diese Mission besteht aus drei Satelliten, die Gravitationswellen direkt durch Laserinterferometrie messen. Sie wird der erste weltraumgestützte Gravitationswellendetektor sein.
Diese Entscheidung wurde gestern (Dienstag, 20. Juni) auf einer Sitzung des ESA-Ausschusses für Wissenschaftsprogramme (SPC) bekannt gegeben. Die Umsetzung ist Teil des Cosmic Vision-Plans der ESA - des aktuellen Zyklus der langfristigen Planung der Agentur für weltraumwissenschaftliche Missionen -, der 2015 begann und bis 2025 laufen wird. Er entspricht auch dem Wunsch der ESA, die „ unsichtbares Universum “, eine Politik, die 2013 verabschiedet wurde.
Um dies zu erreichen, werden die drei Satelliten, aus denen die LISA-Konstellation besteht, in die Erdumlaufbahn gebracht. Dort werden sie eine dreieckige Formation annehmen - 2,5 Millionen km voneinander entfernt - und der Erdumlaufbahn um die Sonne folgen. Hier, isoliert von allen äußeren Einflüssen außer der Schwerkraft der Erde, verbinden sie sich dann per Laser miteinander und suchen nach winzigen Störungen im Gefüge der Raumzeit.
Ähnlich wie das LIGO-Experiment und andere Gravitationswellendetektoren funktionieren, wird die LISA-Mission auf Laserinterferometrie beruhen. Dieser Prozess besteht aus einem Strahl elektromagnetischer Energie (in diesem Fall einem Laser), der in zwei Teile geteilt und dann neu kombiniert wird, um nach Interferenzmustern zu suchen. Im Fall von LISA spielen zwei Satelliten die Rolle von Reflektoren, während der verbleibende sowohl die Quelle der Laser als auch der Beobachter des Laserstrahls ist.
Wenn eine Gravitationswelle durch das von den drei Satelliten festgelegte Dreieck läuft, variieren die Längen der beiden Laserstrahlen aufgrund der durch die Welle verursachten Raum-Zeit-Verzerrungen. Durch Vergleichen der Laserstrahlfrequenz im Rückstrahl mit der Frequenz des gesendeten Strahls kann LISA den Grad der Verzerrung messen.
Diese Messungen müssen äußerst präzise sein, da die Verzerrungen, nach denen sie suchen, das Raum-Zeit-Gefüge auf den kleinsten Ebenen beeinflussen - einige Millionstel Millionstel Meter über eine Entfernung von einer Million Kilometern. Glücklicherweise wurde die Technologie zur Erkennung dieser Wellen bereits von der LISA Pathfinder-Mission getestet, die 2015 eingesetzt wurde und ihre Mission Ende des Monats abschließen wird.
In den kommenden Wochen und Monaten wird die ESA das Design der LISA-Mission prüfen und eine Kostenbewertung durchführen. Wenn alles wie geplant verläuft, wird die Mission vor Baubeginn zur „Annahme“ vorgeschlagen und voraussichtlich bis 2034 gestartet. In derselben Sitzung nahm die ESA auch eine weitere wichtige Mission an, die in den kommenden Jahren nach Exoplaneten suchen wird .
Diese Mission ist als PLATO-Mission (PLAnetary Transits and Oscillations of Stars) bekannt. Wie Kepler wird diese Mission Sterne in großen Teilen des Himmels überwachen, um nach kleinen Einbrüchen in ihrer Helligkeit zu suchen, die durch Planeten verursacht werden, die zwischen dem Stern und dem Beobachter vorbeiziehen (d. H. Die Transitmethode). Diese Mission, die ursprünglich im Februar 2014 ausgewählt wurde, geht nun von der Bauphase in die Bauphase über und wird 2026 gestartet.
Es ist eine aufregende Zeit für die Europäische Weltraumorganisation. In den letzten Jahren hat es sich zu mehreren Bemühungen verpflichtet, um das Engagement Europas für den Weltraum und seine fortgesetzte Präsenz im Weltraum aufrechtzuerhalten. Dazu gehören das Studium des „unsichtbaren Universums“, die Durchführung von Missionen zum Mond und zum Mars, die Aufrechterhaltung eines Engagements für die Internationale Raumstation und sogar der Aufbau eines Nachfolgers der ISS auf dem Mond!
