Oppdagelsen av gravitasjonsbølger ved LIGO-eksperimentet i 2015 sendte krusninger gjennom det vitenskapelige samfunnet. Bekreftelsen av disse bølgene (og to påfølgende deteksjoner), opprinnelig spådd av Einsteins teori om generell relativitet, løste et langvarig kosmologisk mysterium. I tillegg til å bøye stoffet fra romtid, er det nå kjent at tyngdekraften også kan skape forstyrrelser som kan oppdages milliarder av lysår unna.
European Space Agency (ESA), som søkte å utnytte disse funnene og utføre ny og spennende forskning på tyngdekraftsbølger, har nylig lyst opp Laser Interferometer Space Antenna (LISA) -oppdraget. Bestående av tre satellitter som vil måle gravitasjonsbølger direkte gjennom laserinterferometri, vil dette oppdraget være den første rombaserte gravitasjonsbølgedetektoren.
Denne avgjørelsen ble kunngjort i går (tirsdag 20. juni) under et møte i ESAs Science Program Committee (SPC). Gjennomføringen av den er en del av ESAs Cosmic Vision-plan - den nåværende syklusen av byråets langsiktige planlegging for romfagoppdrag - som startet i 2015 og vil vare frem til 2025. Det er også i tråd med ESAs ønske om å studere “ usynlig univers ”, en politikk som ble vedtatt i 2013.
For å oppnå dette, vil de tre satellittene som utgjør LISA-stjernebildet bli distribuert i bane rundt jorden. Når de først er der, vil de anta en trekantet formasjon - med en avstand på 2,5 millioner km (1,55 millioner mi) fra hverandre - og følge jordens bane rundt solen. Her, isolert fra alle ytre påvirkninger, men jordens tyngdekraft, vil de deretter koble seg til hverandre ved hjelp av laser og begynne å lete etter små forstyrrelser i romtidens stoff.
Mye som hvordan LIGO-eksperimentet og andre gravitasjonsbølgedetektorer fungerer, vil LISA-oppdraget stole på laserinterferometri. Denne prosessen består av en stråle av elektromagnetisk energi (i dette tilfellet en laser) som deles i to og deretter kombineres for å se etter interferensmønstre. I LISAs tilfelle spiller to satellitter rollen som reflekser, mens den resterende er begge kilden til laserne og observatøren av laserstrålen.
Når en gravitasjonsbølge går gjennom trekanten som er opprettet av de tre satellittene, vil lengden på de to laserstrålene variere på grunn av rom-tidsforvrengningene forårsaket av bølgen. Ved å sammenligne laserstrålefrekvensen i returstrålen med frekvensen til den sendte strålen, vil LISA kunne måle nivået av forvrengning.
Disse målingene må være ekstremt presise, siden forvrengningene de leter etter påvirker stoffet i romtid på mest minusgrader av nivåer - noen få milliondeler av en milliondels meter over en avstand på en million kilometer. Heldigvis har teknologien for å oppdage disse bølgene allerede blitt testet av LISA Pathfinder-oppdraget, som ble distribuert i 2015 og vil avslutte sitt oppdrag i slutten av måneden.
I løpet av de kommende ukene og månedene vil ESA se over utformingen av LISA-oppdraget og fullføre en kostnadsvurdering. Hvis alt går som planlagt, vil oppdraget bli foreslått for "adopsjon" før bygging begynner, og det forventes å bli lansert innen 2034. I samme møte vedtok ESA også et annet viktig oppdrag som vil søke etter eksoplaneter de kommende årene .
Dette oppdraget er kjent som PLAnetary Transits and Oscillations of stars, eller PLATO, oppdrag. I likhet med Kepler vil dette oppdraget overvåke stjerner innenfor store deler av himmelen for å se etter små fall i lysstyrken, som er forårsaket av planeter som passerer mellom stjernen og observatøren (dvs. transittmetoden). Oppdraget ble opprinnelig valgt i februar 2014, og flytter nå fra blåkopisfasen til bygging og vil lanseres i 2026.
Det er en spennende tid for European Space Agency. De siste årene har den forpliktet seg til flere bestrebelser i håp om å opprettholde Europas forpliktelse til og fortsatt tilstedeværelse i verdensrommet. Disse inkluderer å studere det “usynlige universet”, montere oppdrag til Månen og Mars, opprettholde et engasjement for den internasjonale romstasjonen og til og med bygge en etterfølger til ISS på Månen!
