Für einen zukünftigen Gravitationswellen-Lauschposten im All braucht es einiges an Vorarbeit. Mit LISA Pathfinder erprobt die europäische Raumfahrtagentur ESA derzeit die Technologie, mit der die Laser Interferometer Space Antenna (LISA) voraussichtlich ab 2034 auf kosmische Grossereignisse lauschen soll.
Die Existenz der von Einstein vorhergesagten Kräuselungen der Raumzeit wurde erst kürzlich bewiesen. Astrophysiker hoffen nun, durch Messungen von Gravitationswellen neue Informationen über kosmische Grossereignisse wie die Kollision von schwarzen Löchern zu gewinnen. Mit LISA möchte die ESA auf Wellen mit einer bestimmten Frequenz horchen, die beim Verschmelzen von Galaxien entstehen.
Test des perfekten freien Falls
Nun hat offiziell die wissenschaftliche Mission von LISA Pathfinder begonnen, wie die ESA am Dienstag mitteilte. Insbesondere erprobt LISA Pathfinder den perfekten «freien Fall»: Zwei Testmassen in Würfelform sollen frei von jeglichen Störungen ausschliesslich durch Gravitationswellen bewegt werden.
Der 2,1 m x 1,0 m grosse Satellit wiegt 1,9 Tonnen. /
Ein Laserinterferometer misst feinste Abweichungen in der Position der beiden Würfel zueinander.
Auch Wissenschaftler der Universität und der ETH Zürich, sowie Entwickler des Technologiekonzerns RUAG Space sind an LISA Pathfinder beteiligt. Beispielsweise am Mechanismus, der die Würfel während des Raketenstarts festhielt und später losliess, sowie an der Steuerung, welche den Satelliten so lenkt, dass die Testmassen nie an die Innenwand stossen.
Alle Komponenten haben ihre Aufgabe bisher einwandfrei erfüllt. Die Testwürfel befinden sich im präzisesten freien Fall, der je erreicht wurde, wie die ESA schrieb.
Schwebende Würfel schubsen
Nun beginnen die eigentlichen Experimente: Die Wissenschaftler werden die Testmassen während der nächsten Monate mit verschiedenen Kräften «anstubsen», um zu sehen, wie bewegungslos sie tatsächlich bleiben. So lässt sich die Störungsanfälligkeit künftiger Gravitationswellenmessungen bestimmen und allenfalls reduzieren.
Selbst kann LISA Pathfinder jedoch keine Gravitationswellen aufspüren. Dafür befinden sich die beiden Testmassen viel zu nah beieinander, nämlich nur 38 Zentimeter. Das tatsächliche Gravitationswellen-Observatorium LISA wird aus drei Satelliten bestehen, die mit einem Abstand von jeweils einer Million Kilometer zueinander ein Dreieck bilden. Der Start ist für 2034 geplant.
