LIGO-kokeilu löysi vuonna 2015 painovoima-aallot ja välitti aallot tiedeyhteisön kautta. Alun perin Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian ennustamana näiden aaltojen (ja kahden seuraavan havainnon) vahvistaminen ratkaisi pitkäaikaisen kosmologisen mysteerin. Aika-ajan kankaan taivutuksen lisäksi tiedetään nyt, että painovoima voi myös aiheuttaa häiriöitä, jotka voidaan havaita miljardien valovuosien päässä.
Euroopan avaruusjärjestö (ESA) pyrkii hyödyntämään näitä löytöjä ja tekemään uutta ja mielenkiintoista tutkimusta painovoima-aalloista. Tutkimus hiljattain pani merkille laserinterferometrin avaruusantennin (LISA). Koostuen kolmesta satelliitista, jotka mittaavat painovoima-aaltoja suoraan laserinterferometrian avulla, tämä tehtävä on ensimmäinen avaruuspohjainen painovoima-aaltoilmaisin.
Tämä päätös julkistettiin eilen (tiistaina 20. kesäkuuta) ESAn tiedeohjelmakomitean (SPC) kokouksessa. Sen toteuttaminen on osa ESA: n kosmista visio -suunnitelmaa - viraston nykyistä avaruustieteellisten tehtävien pitkän aikavälin suunnittelusykliä -, joka alkoi vuonna 2015 ja jatkuu vuoteen 2025 asti. Se on myös ESA: n halun tutkia ” näkymätön maailmankaikkeus ”, politiikka, joka hyväksyttiin vuonna 2013.
Tämän saavuttamiseksi kolme satelliittia, jotka muodostavat LISA-tähdistön, siirretään kiertoradalle Maan ympärillä. Siellä he tulevat olemaan kolmionmuotoinen - 2,5 miljoonan kilometrin etäisyydellä toisistaan - ja seuraavat maan kiertorataa Auringon ympärillä. Täällä, eristettynä kaikista ulkoisista vaikutuksista, mutta maapallon gravitaatiosta, ne yhdistyvät toisiinsa laserilla ja alkavat etsiä pieniä häiriöitä avaruus-ajan kankaasta.
LISA-tehtävä perustuu aivan kuten LIGO-kokeilu ja muut painovoima-aaltoilmaisimet, laserinterferometriaan. Tämä prosessi koostuu sähkömagneettisen energian säteestä (tässä tapauksessa laserista), joka jaetaan kahteen osaan ja yhdistetään sitten etsimään häiriökuvioita. LISA: n tapauksessa kahdella satelliitilla on heijastimen rooli, kun taas jäljellä oleva on sekä laserien lähde että lasersäteen tarkkailija.
Kun painovoima-aalto kulkee kolmen satelliitin muodostaman kolmion läpi, kahden lasersäteen pituudet vaihtelevat aallon aiheuttamien avaruus-ajan vääristymien takia. Vertaamalla palonsäteen lasersäteen taajuutta lähetetyn säteen taajuuteen, LISA pystyy mittaamaan vääristymisen tason.
Näiden mittausten on oltava erittäin tarkkoja, koska niiden etsimät vääristymät vaikuttavat avaruus-ajan rakenteeseen kaikkein vähäimmissä tasoissa - muutama miljoonaosa miljoonasosaa metristä miljoonan kilometrin etäisyydellä. Onneksi näiden aaltojen havaitsemisen tekniikka on jo testattu LISA Pathfinder -operaatiossa, joka otettiin käyttöön vuonna 2015 ja päättää tehtävänsä kuukauden lopussa.
Lähiviikkoina ja kuukausina ESA tutkii LISA-tehtävän suunnittelua ja suorittaa kustannusarvioinnin. Jos kaikki sujuu suunnitellusti, operaatio ehdotetaan ”hyväksyttäväksi” ennen rakentamisen alkamista ja sen odotetaan käynnistyvän vuoteen 2034 mennessä. Samassa kokouksessa ESA hyväksyi myös toisen tärkeän operaation, joka etsii eksoplaneetteja tulevina vuosina. .
Tämä tehtävä tunnetaan nimellä PLAnetary Transit and Oscillations of stars tai PLATO. Kuten Kepler, tämä tehtävä tarkkailee tähtiä suuressa taivaanosassa etsimään pieniä laskuja niiden kirkkaudessa, jotka johtuvat tähden ja tarkkailijan välillä kulkevista planeetoista (ts. Kauttakulkumenetelmä). Alun perin valittu helmikuussa 2014, tämä tehtävä on siirtymässä suunnitteluvaiheesta rakentamiseen ja käynnistyy vuonna 2026.
Tämä on jännittävä aika Euroopan avaruusjärjestölle. Viime vuosina se on sitoutunut moniin pyrkimyksiin ylläpitää Euroopan sitoutumista ja jatkuvaa läsnäoloavaruutta avaruudessa. Niihin sisältyy “näkymättömän maailmankaikkeuden” tutkiminen, tehtävien sijoittaminen Kuun ja Marsiin, sitoutumisen ylläpitäminen kansainväliseen avaruusasemaan ja jopa ISS: n seuraajan rakentaminen kuuhun!
