Europa satsar miljarder på rymdobservatorium

2017-10-10 17:16  

Jakten på gravitationsvågor fortsätter – ute i rymden. Nu planeras ett rymdobservatorium för över en miljard euro.

I förra veckan gick Nobelpriset i fysik till personerna bakom det amerikanska Ligo-projektet. De två markbaserade anläggningarna i USA lyckats upptäckta gravitationsvågor från kolliderande svarta hål i universum.

Ligo planerar för fler anläggningar på jorden. Men det europeiska rymdsamarbetet Esa siktar högre – mot rymden. Omkring 2034, om 17 år, planeras det så kallade Lisa-observatoriet vara på plats.

Tre satelliter placerade i en liksidig triangel på miljontals kilometers avstånd från varandra ska följa jorden i banan runt solen.

Läs mer: Nobelpriset: ”Gryning för ett nytt slags astronomi”

Lisa ska kunna observera svagare gravitationsvågor, i ett lägre frekvensområde, än vad som görs på jorden. En förhoppning bland forskare är att det ska gå att fånga upp vågor från händelser tidigt i universums historia.

Projektet beräknas få en budget på 1,05 miljarder euro. Beslutet att satsa på ett rymdobservatorium togs redan ett par år innan Ligo gjorde sin första lyckade detektion, det vill säga innan gravitationsvågor ens var bekräftade.

– Esa tog en chansning, kan man säga. Här ligger Esa före Nasa, och det gäller att använda sig av det försprånget för europeisk teknik och forskning, säger Per Magnusson, forskningshandläggare på Rymdstyrelsen och ledamot i Esa:s kommitté för vetenskapliga program.

I Ligo-projektet på jorden består varje anläggning av två kilometerlånga rör placerade i rät vinkel mot varandra, som ett stort L. När en gravitationsvåg passerar förändras längden på rören, även om det är i mycket liten skala. Den förändringen fångas upp med hjälp av laserstrålar.

Läs mer: Svenska Ligo-forskaren hoppas hitta nya spår från universum

I det rymdbaserade Lisa byggs inga långa rör, det skulle vara svårt i rymden. I stället finns det inne i var och en av satelliterna kompakta testmassor i form av kuber gjorda av guld och platina. De ska sväva fritt i en inneslutning, opåverkade av alla krafter utom gravitation.

Mellan satelliterna går laserstrålar, som blir Lisa-observatoriets "linjaler". Eftersom de är längre än Ligo-detektorernas rör går det att mäta vid lägre frekvenser och studera långsammare processer.

– Det finns två fördelar med att ha observatoriet i rymden. Dels kan man få mycket längre baslinjer, dels blir störningarna mycket mindre i rymden, säger Johan Köhler, forskningshandläggare på Rymdstyrelsen.

Läs mer: Einstein förutspådde gravitationsvågorna

Det första steget för Esa inför Lisa blev en testmission, kallat Lisa Pathfinder. En sond skickades upp i rymden i december 2015 och lade sig vid platsen Lagrange 1 mellan jorden och solen.

Lisa Pathfinder var inte avsedd att observera gravitationsvågor. Det som testades var viktig teknik, som kuberna i vakuum och styrsystemet.

Försöket lyckades över förväntan, enligt Esa.

– Lisa Pathfinder gjorde mer än det vi bad om, sa Paul McNamara, forskningsledare för projektet, till BBC somras.

I juni i år tog Esa beslut om att gå vidare med Lisa-projektet, med samma koncept som har testats i Lisa Pathfinder. Men flera tekniska utmaningar återstår att lösa fram till 2034.

– Efter framgången för Ligo ville en del att man skulle gå snabbare fram med Lisa. Men beskedet har varit att det inte är tekniskt möjligt att skynda på i någon högre grad, säger Per Magnusson.

Europeiskt rymdsamarbete

Esa (European Space Agency) är en mellanstatlig rymdorganisation i Europa och har 22 medlemsstater, däribland Sverige.

Organisationen har sitt säte i Paris. Esa har en årlig budget på cirka 4 miljarder kronor. Sverige bidrog 2014 med 2,8 procent av budgeten.

Lisa-projektet

(Laser Interferometer Space Antenna)

Lisa är ett planerat rymdbaserat observatorium med laserinterferometri för att detektera gravitationsvågor.

Lisa består av tre satelliter som placeras på 2,5 miljoner kilometers avstånd från varandra, och följer jorden i dess bana runt solen.

Projektet drivs av europeiska rymdorganisationen Esa i samarbete med Nasa. Beräknas kosta 1,05 miljarder euro.

Planerad uppskjutning 2034.

Så upptäcks gravitationsvågor. Inne i varje satellit finns fritt svävande kuber gjorda i en legering av guld och platina. Varje kub ska så långt möjligt vara opåverkad av alla krafter utom gravitation.

Med laseroptik kontrolleras kubernas läge i förhållande till satelliten. Satellitens läge justeras, så att kuberna inte påverkas.

Mellan kuber i parvisa satelliter går laserstrålar. De mäter ändringar i avståndet med stor noggrannhet. Målet är att kunna mäta förändringar med en precision på 10 pikometer.

Ständigt flöde av signaler. Det långa avståndet mellan de tre satelliterna gör det möjligt att fånga upp gravitationsvågor med lägre frekvens, mellan 0,1 mHz till 1 Hz. Det är ett annat frekvensområde än de vågor som de markbaserade Ligo-detektorerna är känsliga för (cirka 100 Hz).

Lisa:s mätningar förväntas ge ett mer kontinuerligt flöde av signaler från många källor, som främst består av massiva kroppar i täta banor kring varandra.

Styrsystem. Satelliterna ska justera sin position med hjälp av små styrraketer. En teknik som kan komma att användas är ett kallgassystem. Styrraketerna släpper ut väldigt små puffar med kall gas, och använder krafter mycket mindre än vad en husfluga väger enligt Esa.

Källa: Esa, Ligo, Johan Köhler och Per Magnusson på Rymdstyrelsen

Anna Orring

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

Här är reglerna för kommentarerna på NyTeknik

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Aktuellt inom

Debatt