Alt du trenger å vite om ESA LISA Pathfinder-oppdraget

På mindre enn en måned vil det europeiske romfartsselskapet lansere LISA Pathfinder-romproben for å legge grunnlaget for en raserisk plan for å undersøke gravitasjonsbølger i det ytre rommet rundt 20 år fra nå. Oppdraget ble godkjent i november 2000, og det er tatt 15 år å nå en lanseringsbane. Her er alt du trenger å vite om dette utrolig dristige foretaket.

LISA er kort for Laser Interferometer Space Antenna. Hele oppdraget er faktisk en del av et større konsept - "utviklet LISA" eller eLISA - å bygge og drive et observatorium i rommet som direkte kan studere gravitasjonsbølger. Banerens formål er å teste teknologier som vil bli brukt til eLISA til tider at Oppdragsløsninger i 2034. Bestrepet vil til slutt koste ESA mer enn $ 420 millioner dollar.

LISA Pathfinder-oppdraget vil sette to testmasser i et nesten perfekt gravitasjonsfritt fall og måle bevegelsen for å demonstrere at frie fallende kropper følger geodetikk - rette linjer i buet rom - i mellomrom. Å gjøre dette krever noe av den mest nøyaktige mengden instrumenter som er bygget, inkludert toppmoderne tråksensorer, et lasermetrologisystem, dragfri kontroll og et mikropropulsjonssystem for ultra-presis bevegelse.

I tilfelle det ikke hørtes utrolig nok, er det mer.

Hittil har forskere først og fremst studert universet ved å observere elektromagnetiske bølger, som synlig lys, infrarødt og ultrafiolett lys, radiobølger, røntgenstråler og gammastråler. Poenget med hele LISA-programmet er å la oss observere universet ved å oppdage gravitasjonsbølger: krusninger i tidsrom som er skissert av Albert Einsteins teori om generell relativitet. De eksisterer rundt hele universet, men har aldri blitt registrert direkte av forskere. Nøyaktig å studere disse bølgene - bare virkelig mulig i et vakuum med tyngdekraften - kan til slutt kaste lys på mange av romtidsfenomenene vi fortsatt kjenner svært lite om, som svarte hull.

Foruten de vitenskapelige implikasjonene, er det store teknologiske årsaker til at verden vil være oppmerksom på LISA Pathfinder. Trinnfølerne på sonden vil kunne overvåke bevegelser som er like små som 46 millimeter. Når fartøyet begynner å bevege seg bort fra nullposisjonen, aktiverer styringssystemet micro-newton thrusters - første gang dette fremdriftssystemet vil bli brukt av ESA - for å sentrere båten.

I tillegg vil stifteren kunne detektere bevegelser av testmassen så liten som en millionth av en millimeter, og relative bevegelser av de to testmassene ned til en tusen av en millionth av en millimeter.

Når LISA Pathfinder endelig lanserer 2. desember, vil den reise ut til en halo bane 310.600 og 497.000 miles bred, 932.000 miles unna Jorden. Oppdragsfasen skal være omtrent seks måneder, men kan forlenges for et år til å gjennomføre flere mål relatert til generell relativitet.

Selv om dette oppdraget kanskje ikke genererer buzz NASAs studie av Mars er nå, kan dens implikasjoner være langt mer dypgående på romforskning og fysikkforskning. Hvis LISA Pathfinder testene er vellykkede, betyr det at vi kommer til å være et skritt nærmere å se at mennesker bygger et observatorium som opereres i rommet. Det betyr at vi skal være i stand til å endelig observere noe som verdens største fysiker kun kunne teoretisere om. Bare to tiår siden var dette utenkelig. I 2034 kunne det (forhåpentligvis) være en realitet.