Europeiska rymdorganisationen lanserade framgångsrikt LISA Pathfinder, ett rymdskepp som är utformat för att demonstrera teknik för att observera gravitationsvågor i rymden. Lanseringen ägde rum vid Europas rymdport i Kourou, Franska Guyana på en Vega-raket, klockan 04:04 GMT den 3 december, (kl. 22:04 EST 2 dec), 2015.
Gravitationsvågor är krusningar i rymdtidens tyg, som förutsågs av Albert Einstein i hans allmänna relativitetsteori. Hittills, eftersom de är extremt små och otroligt svaga, har gravitationsvågor visat sig vara svårfångade. Tekniken som behövs för att upptäcka dem är mycket känslig och har därför varit svår att föreställa sig, planera och bygga.
LISA Pathfinder-uppdraget testar bara tekniken för att se om det kommer att vara möjligt att upptäcka vågorna orsakade av en gravitationshändelse såsom kollision av två svarta hål, en supernova eller en stjärna med ett vinglande snurr.
En sådan händelse borde orsaka en snedvridning på rummet och det förutsägs att dessa små förändringar bör vara upptäckbara. Den noggrannhet som krävs för att detektera gravitationella vågor är emellertid extraordinär. Ett exempel på hur små gravitationsvågor är: ringarna som avges av ett par kretsande svarta hål skulle sträcka en miljon kilometer lång linjal med mindre än storleken på en atom.
LISA Pathfinder kommer att använda en specialiserad laser och fjärrmätare för att mäta avståndet mellan två fritt flytande guld-platina-kuber som kommer att släppas i två separata vakuumkammare som är 38 cm från varandra. Mellan dessa kamrar finns interferometerdetektorer. Kuberna kommer att motsvara fritt fall och därför vara fria från alla yttre och inre krafter som verkar på dem, med undantag för tyngdkraften. Detektorerna övervakar kubernas relativa positioner med hög precision. Dessa test kommer att lägga grunden för framtida gravitationsvågobservatorier i rymden.
Se videon nedan för en detaljerad beskrivning och visualisering av hur LISA Pathfinder kommer att fungera:
Att hjälpa rymdskeppet att förbli stabilt är den yttersta vikten för att upptäcka gravitationsvågor, så att även testas på detta uppdrag är NASA: s Disturbance Reduction System (DRS), en thrusterteknik som gör att rymdskeppets position kontinuerligt kan justeras så att systemet förblir centrerat kring testkuber. Med användning av lasrar kommer positionen för de fritt flytande testmassorna att mätas med interferometerinstrumentet till en noggrannhet av 100 000: e bredden av ett mänskligt hår.
Återigen kommer LISA Pathfinder inte direkt att upptäcka gravitationella vågor, men det kommer att visa tekniker som är nödvändiga för att observera dem. Rymdskeppet kommer nu att genomgå en sex veckors idrifttagningsperiod när det går mot Lagrange Point L1, cirka 930 000 mil (1,5 miljoner kilometer) från jorden i riktning mot solen. Sedan kommer åtta månaders teknikdemonstration att äga rum.
Om allt går bra, kan ett framtida observationsorgan för rymdskepp i samma skala använda samma typ av sensorer, men de skulle hysas i tre enskilda rymdskepp separerade med cirka 1 000 miljoner kilometer. Forskare kunde sedan mäta hur gravitationsvågor förändrar avståndet mellan testmassorna, vilket skulle vara en skillnad i skalan på picometrar (en picometer är en trillionmeter av en meter).
Mer information: ESA LISA Pathfinder Fact Sheet, JPL,
