- Geschrieben von Jonathan Amos
- Wissenschaftsreporter
Kunstwerk: Die drei identischen Raumschiffe werden in Formation fliegen, 2,5 Millionen Kilometer voneinander entfernt
Eine der ehrgeizigsten und teuersten Weltraummissionen, die Europa je unternommen hat, hat gerade offiziell grünes Licht erhalten.
Die Laser-Interferometer-Weltraumantenne (Lisa) wird versuchen, Wellen im Raum-Zeit-Gefüge zu erkennen, die entstehen, wenn riesige Schwarze Löcher kollidieren.
Diese Gravitationswellen werden von drei Raumsonden erfasst, die in einer Entfernung von 2,5 Millionen Kilometern (1,5 Millionen Meilen) Laser aufeinander abfeuern.
Die Kosten werden Milliarden erreichen.
Wissenschaftler glauben, dass die Untersuchung von Gravitationswellen dabei helfen wird, wichtige Fragen zur Funktionsweise und Geschichte des Universums zu beantworten.
Beamte der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) erwarten ein Budget von 1,75 Milliarden Euro (1,5 Milliarden Pfund; 1,9 Milliarden US-Dollar), mit zusätzlichen Beiträgen von Mitgliedsstaaten wie Deutschland, Frankreich, Italien, dem Vereinigten Königreich, den Niederlanden und der Schweiz. Auch die NASA wird ein wichtiger Partner sein.
Obwohl dies eine große Summe ist, stellt sie lebenslange Kosten dar – und aufgrund der Komplexität der Mission wird sie frühestens im Jahr 2035 gestartet.
Die wissenschaftliche Direktorin der ESA, Professorin Carol Mundell, verglich die Kosten für jeden europäischen Bürger mit den Kosten für eine Tasse Kaffee und brachte ihre Hoffnung zum Ausdruck, dass sie ihr darin zustimmen würden, dass dies ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis darstellt.
„Wir versuchen, einige große Rätsel der Physik zu lösen“, sagte sie der BBC.
„Wie können wir über Einsteins allgemeine Relativitätstheorie (seine Gravitationstheorie) hinausgehen? Wie können wir die Natur der Raumzeit erforschen? Wie verstehen wir die heftigsten Kollisionen im Universum zwischen supermassereichen Schwarzen Löchern? Das können Sie.“ bringen Dinge zusammen, die wie Science-Fiction und wissenschaftliche Technik aussehen, „und wir machen daraus eine wissenschaftliche Tatsache.“
Auf der Erde werden Gravitationswellen durch Laser erfasst, die durch lange Tunnel abgefeuert werden
Gravitationswellen sind eine Vorhersage der Einsteinschen Gleichungen.
Es sind Energiewellen, die sich bei der Beschleunigung von Massen mit Lichtgeschwindigkeit im Universum ausbreiten.
Mit Detektoren ins All zu fliegen, würde es Forschern ermöglichen, Phänomene mit viel längeren Wellenlängen zu erfassen.
Professor Harry Ward von der Universität Glasgow, Großbritannien, sagte: „Es kommt auf die Größe an. Bei Lisa geht es darum, das Zusammentreffen von Schwarzen Löchern zu spüren, die millionenfach massereicher sind als unsere Sonne.“
Wissenschaftler sind besonders daran interessiert, diese massiven Objekte zu untersuchen, da ihre Entstehung und Entwicklung offenbar eng mit den Galaxien, die sie beherbergen, verbunden zu sein scheint. Die Untersuchung ihrer Eigenschaften wird daher Details darüber offenbaren, wie die massiven Strukturen, die wir am Himmel sehen, im gesamten Universum entstanden sind. Datum.
Technologien in Europa befinden sich seit Jahrzehnten in der Entwicklung
Auf der Erde erkennt man Gravitationswellen an den Störungen, die sie auf dem Weg des Laserlichts verursachen, wenn es durch 4 Kilometer lange L-förmige Tunnel geschossen wird.
LISA wird das gleiche Prinzip verwenden, seine Strahlen jedoch aus einer viel größeren Entfernung und zwischen drei identischen Raumfahrzeugen abfeuern, die in einem gleichseitigen Dreieck angeordnet sind.
Es ist eine unglaubliche Messgenauigkeit erforderlich, denn obwohl die Wellen aus massiven Quellen stammen, ist ihr Signal klein – nur Bruchteile der Breite eines Atoms.
Wissenschaftler sprechen von Pikometern, also einem Billionstel Meter.
„Wenn man es vergrößert, entspricht es der Messung der Entfernungsänderung zu Alpha Centauri auf etwa die Dicke eines Blattes Papier“, sagte Dr. Euan Fitzsimmons vom UK Astronomy Technology Centre (UK ATC). Alpha Centauri umfasst das der Erde am nächsten gelegene Sternensystem und ist mehr als vier Lichtjahre entfernt.
Der Roboter platziert die Spiegel genau an der richtigen Stelle und im richtigen Winkel auf den optischen Bänken
Tatsächlich befindet sich Lisa seit Jahrzehnten in der Entwicklung und hat viele Höhen und Tiefen durchgemacht, nicht zuletzt unter Beteiligung der Amerikaner. Sie waren hin und her, aber jetzt sind sie vollständig zurück und werden wichtige Technologien mitbringen, darunter auch Laser.
Das Science Program Committee (SPC) der ESA wählte LISA 2017 als Kandidatenmission aus. Seitdem untersuchen die technischen Mitarbeiter der Agentur mit Unterstützung der europäischen Industrie und Wissenschaft, ob die Mission tatsächlich möglich ist. Die positive Bewertung ermöglichte es den ESA-Delegierten nun, das Projekt offiziell zu „verabschieden“.
Die britische Raumfahrtbehörde hat ihre Unterstützung angeboten, obwohl dem Finanzministerium seiner Majestät noch keine Machbarkeitsstudie vorgelegt wurde. Dies wird bald eingeführt und eine Entscheidung wird noch vor Jahresende erwartet. Danach wird die ESA versuchen, große Industrieaufträge in ganz Europa umzusetzen.
Großbritannien soll sogenannte optische Sitze in der Raumsonde bereitstellen. Dabei handelt es sich um Spiegelsysteme, die die Laserlichtstrahlen umgeben, sodass ihr Verhalten genau beobachtet werden kann. Eines der wichtigsten Datenverteilungszentren wird ebenfalls im Vereinigten Königreich angesiedelt sein.
