De ontdekking van zwaartekrachtsgolven door het LIGO-experiment in 2015 veroorzaakte golfbewegingen in de wetenschappelijke gemeenschap. Oorspronkelijk voorspeld door Einsteins Theorie van Algemene Relativiteit, loste de bevestiging van deze golven (en twee opeenvolgende detecties) een al lang bestaand kosmologisch mysterie op. Naast het buigen van het weefsel van ruimte-tijd, is het nu bekend dat zwaartekracht ook verstoringen kan veroorzaken die miljarden lichtjaren verwijderd kunnen worden.
Om te profiteren van deze ontdekkingen en nieuw en spannend onderzoek te doen naar zwaartekrachtgolven, heeft de European Space Agency (ESA) onlangs de missie Laser Interferometer Space Antenna (LISA) groen licht gegeven. Deze missie, die bestaat uit drie satellieten die zwaartekrachtgolven rechtstreeks door laserinterferometrie zullen meten, wordt de eerste op de ruimte gebaseerde zwaartekrachtgolfdetector.
Dit besluit werd gisteren (dinsdag 20 juni) bekendgemaakt tijdens een bijeenkomst van ESA's Science Program Committee (SPC). De implementatie ervan maakt deel uit van het ESA-plan voor kosmische visie - de huidige cyclus van de langetermijnplanning van de dienst voor ruimtevaartmissies - die in 2015 is begonnen en loopt tot 2025. Het past ook in de wens van ESA om de ' invisible universe “, een beleid dat in 2013 is aangenomen.
Om dit te bereiken, zullen de drie satellieten waaruit de LISA-constellatie bestaat, in een baan rond de aarde worden ingezet. Eenmaal daar zullen ze een driehoekige formatie aannemen - op een afstand van 2,5 miljoen km (1,55 miljoen mijl) van elkaar verwijderd - en de baan van de aarde rond de zon volgen. Hier, geïsoleerd van alle externe invloeden behalve de zwaartekracht van de aarde, zullen ze vervolgens met laser met elkaar in verbinding staan en gaan ze op zoek naar minieme verstoringen in het weefsel van de ruimtetijd.
Net zoals het LIGO-experiment en andere gravitatiegolfdetectoren werken, zal de LISA-missie vertrouwen op laserinterferometrie. Dit proces bestaat uit een bundel elektromagnetische energie (in dit geval een laser) die in tweeën wordt gesplitst en vervolgens opnieuw wordt gecombineerd om interferentiepatronen te zoeken. In het geval van LISA spelen twee satellieten de rol van reflectoren, terwijl de resterende de bron is van de lasers en de waarnemer van de laserstraal.
Wanneer een zwaartekrachtgolf door de driehoek van de drie satellieten gaat, zullen de lengtes van de twee laserstralen variëren als gevolg van de ruimtetijdvervormingen die door de golf worden veroorzaakt. Door de laserstraalfrequentie in de retourbundel te vergelijken met de frequentie van de verzonden straal, kan LISA het vervormingsniveau meten.
Deze metingen zullen uiterst nauwkeurig moeten zijn, omdat de verstoringen waarnaar ze op zoek zijn, het weefsel van de ruimtetijd beïnvloeden op de meest minuscule niveaus - een paar miljoenste van een miljoenste meter over een afstand van een miljoen kilometer. Gelukkig is de technologie om deze golven te detecteren al getest door de LISA Pathfinder-missie, die in 2015 werd ingezet en haar missie aan het einde van de maand zal afronden.
De ESA zal de komende weken en maanden de opzet van de LISA-missie bekijken en een kostenanalyse uitvoeren. Als alles volgens plan verloopt, zal de missie worden voorgesteld voor "adoptie" voordat de bouw begint en zal naar verwachting tegen 2034 worden gelanceerd. In dezelfde bijeenkomst heeft de ESA ook een andere belangrijke missie aangenomen die de komende jaren op zoek zal gaan naar exoplaneten. .
Deze missie staat bekend als de PLAnetary Transits and Oscillations of stars, of PLATO, missie. Net als Kepler zal deze missie sterren binnen een groot deel van de hemel volgen om te kijken naar kleine dipjes in hun helderheid, die worden veroorzaakt door planeten die tussen de ster en de waarnemer passeren (de transitmethode). Oorspronkelijk geselecteerd in februari 2014, gaat deze missie nu van de blauwdrukfase naar de bouw en start in 2026.
Het is een opwindende tijd voor de European Space Agency. In de afgelopen jaren heeft het zich ertoe verbonden meerdere inspanningen te leveren in de hoop Europa's toewijding aan en voortdurende aanwezigheid in de ruimte te behouden. Deze omvatten het bestuderen van het "onzichtbare universum", het uitvoeren van missies naar de maan en Mars, het handhaven van een verbintenis met het internationale ruimtestation ISS en zelfs het bouwen van een opvolger van het ISS op de maan!
