Upptäckten av gravitationsvågor genom LIGO-experimentet 2015 skickade krusningar genom det vetenskapliga samhället. Ursprungligen förutsagt av Einsteins teori om allmän relativitet, bekräftelsen av dessa vågor (och två efterföljande upptäckter) löste ett långvarigt kosmologiskt mysterium. Förutom att böja rymdtidens tyger är det nu känt att tyngdkraften också kan skapa störningar som kan upptäckas miljarder ljusår bort.
Europeiska rymdorganisationen (ESA) försökte nyligen utnyttja dessa upptäckter och bedriva ny och spännande forskning om gravitationsvågor grönbelyst uppdraget Laser Interferometer Space Antenna (LISA). Bestående av tre satelliter som mäter gravitationsvågor direkt genom laserinterferometri, kommer detta uppdrag att vara den första rymdbaserade gravitationsvågdetektorn.
Detta beslut tillkännagavs i går (tisdagen den 20 juni) under ett möte i ESA: s Science Program Committee (SPC). Genomförandet av det är en del av ESA: s Cosmic Vision-plan - den nuvarande cykeln för byråns långsiktiga planering för rymdvetenskapliga uppdrag - som började 2015 och kommer att pågå fram till 2025. Det är också i linje med ESA: s önskan att studera " osynligt universum ”, en politik som antogs 2013.
För att uppnå detta kommer de tre satelliterna som utgör LISA-konstellationen att distribueras i en bana runt jorden. När de är där kommer de att anta en triangulär formation - med 2,5 miljoner km (1,55 miljoner mil) från varandra - och följa jordens omloppsbana runt solen. Här, isolerade från alla yttre påverkan men jordens tyngdkraft, kommer de sedan att ansluta till varandra med laser och börja leta efter minsta störningar i rymdens tyg.
I likhet med hur LIGO-experimentet och andra gravitationsvågdetektorer fungerar kommer LISA-uppdraget att förlita sig på laserinterferometri. Denna process består av en stråle av elektromagnetisk energi (i detta fall en laser) som delas upp i två och kombineras sedan för att leta efter interferensmönster. I LISA: s fall spelar två satelliter rollen som reflektorer medan den återstående är både laserkällan och laserstrålens observatör.
När en gravitationsvåg passerar genom triangeln som har fastställts av de tre satelliterna kommer de två laserstrålarnas längder att variera beroende på rymdtidförvrängningar orsakade av vågen. Genom att jämföra laserstrålfrekvensen i returstrålen med frekvensen för den sända strålen, kommer LISA att kunna mäta distorsionsnivån.
Dessa mätningar måste vara extremt exakta, eftersom de snedvridningar de letar efter påverkar rymdtidens tyg på de mest minsta nivåerna - några miljoner miljoner meter över ett miljon mil. Lyckligtvis har tekniken för att upptäcka dessa vågor redan testats av LISA Pathfinder-uppdraget, som implementerades 2015 och kommer att avsluta sitt uppdrag i slutet av månaden.
Under de kommande veckorna och månaderna kommer ESA att se över utformningen av LISA-uppdraget och genomföra en kostnadsbedömning. Om allt går som planerat kommer uppdraget att föreslås för ”antagande” innan byggandet påbörjas och det förväntas lanseras år 2034. På samma möte antog ESA också ett annat viktigt uppdrag som kommer att söka efter exoplaneter under de kommande åren .
Detta uppdrag kallas PLAnetary Transits and Oscillations of stars, eller PLATO, mission. Liksom Kepler kommer detta uppdrag att övervaka stjärnor i stora delar av himlen för att leta efter små dopp i deras ljusstyrka, som orsakas av planeter som passerar mellan stjärnan och observatören (dvs transitmetoden). Ursprungligen valdes i februari 2014, detta uppdrag flyttar nu från planen fas till konstruktion och kommer att lanseras 2026.
Det är en spännande tid för Europeiska rymdorganisationen. Under de senaste åren har det åtagit sig att göra flera ansträngningar i hopp om att behålla Europas åtagande och fortsatt närvaro i rymden. Dessa inkluderar att studera det "osynliga universum", montera uppdrag till månen och Mars, upprätthålla ett åtagande till den internationella rymdstationen och till och med bygga en efterträdare till ISS på månen!
