Warten auf die nächsten Wellen

LISA Pathfinder ist eine Testmission, die Schlüssel­technologien für die Messung von Gravitations­wellen im Weltraum – wie den perfekten freien Fall zweier Testmassen– erproben soll. Nun wurde ein Meilenstein auf dem Weg zum wissenschaftlichen Missions­betrieb erreicht, der am 1. März 2016 beginnen soll. Erstmals wurden die beiden Testmassen von LISA Pathfinder – zwei identische 46 Millimeter große Würfel aus einer Gold-Platin-Legierung – von ihren Haltemechanismen freigegeben und schweben nun frei innerhalb des Satelliten. Ein unter Feder­führung und mit maßgeblicher Beteiligung von Forschern aus Hannover und der Leibniz Universität entwickeltes Lasersystem vermisst den Abstand zwischen den Massen mit höchster Präzision.

„LISA Pathfinder arbeitet weiterhin perfekt! Das Freilassen der Testmassen erforderte etwas Lernen, aber das Team hat schnell eine elegante Lösung gefunden. Mit dem erfolgreichen Betrieb eines Laserinterferometers im Weltraum zwischen zwei freischwebenden Testmassen liefert LISA Pathfinder eine echte Weltneuheit“, sagt Karsten Danzmann, Leiter des Instituts für Gravitationsphysik der Leibniz Universität Hannover und Direktor am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik. „Wir stehen nun kurz vor dem Beginn der wissenschaftlichen Mission, die Schlüsseltechnologien zur Beobachtung von Gravitationswellen im Weltraum demonstrieren wird.“

Zwischen den zwei Testmassen, die rund 38 Zentimeter voneinander entfernt sind, befindet sich ein Laser­inter­ferometer, das die Positionen und die Ausrichtung der beiden Testmassen relativ zum Satelliten und zueinander mit bisher unerreichter Genauig­keit von etwa zehn Piko­metern bestimmt. So soll der perfekte freie Fall vermessen werden. Dieses optische Präzisions­mess­system haben Forscher unter Federführung und mit maßgeblicher Beteiligung des Max-Planck-Instituts für Gravitations­physik und der Leibniz Universität in Hannover entwickelt und gebaut.

Nach einer Woche letzter Überprüfungen wird die wissenschaftliche Mission von LISA Pathfinder am 1. März 2016 beginnen. Diese wird Schlüssel­technologien für den Nachweis von Gravitations­wellen im Weltraum demonstrieren und validieren. So wird die Mission den Weg für zukünftige Gravitations­wellen-Observatorien im All – wie eLISA – ebnen.

Forscher der Max-Planck-Gesellschaft und der Leibniz Universität in Hannover sind führend an der Entwicklung der Aus­wertungs­software beteiligt, die eine zentrale Rolle beim Extrahieren der entscheidenden Information aus den Mess­daten spielt. Dafür betreibt das Institut einen Kontroll­raum in Hannover. Da eine unmittelbare Auswertung der Daten für die Konfiguration der Folge­untersuchungen entscheidend ist, besetzen Forscher des Instituts außerdem rund um die Uhr Schichten im Darmstädter Kontroll­zentrum (ESOC) der europäischen Weltraum­agentur ESA.

LISA Pathfinder ist eine Mission der ESA. Daran beteiligt sind europäische Raumfahrt­unternehmen unter der System­verantwortung von Airbus DS, Forschungs­einrichtungen aus Frankreich, Deutschland, Italien, den Niederlanden, Spanien, der Schweiz, und Großbritannien sowie die NASA.

U. Hannover / DE