"Wir haben vollkommen neue Technologien entwickelt, mit denen wir später den Sound des Universums einfangen wollen. Jetzt warten wir gespannt auf den Start und die ersten Daten‚" so Prof. Dr. Karsten Danzmann, Direktor am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut/AEI) in Hannover und Professor an der Leibniz Universität Hannover.

LISA Pathfinder wird im Weltraum neuartige Technologien erproben, deren Funktions- und Leistungsfähigkeit sich am Erdboden nicht oder nur eingeschränkt testen lassen. Damit wird die Mission den Weg für das Gravitationswellen-Observatorium LISA ebnen. Auch andere Weltraummissionen profitieren bereits heute von den neuen Technologien. Hierzu zählt zum Beispiel das Laserentfernungsmessgerät der Erdbeobachtungsmission Grace Follow-On, die im Jahr 2017 starten soll.

Das optische Präzisionsmesssystem für LPF wurde unter der Federführung und mit massgeblicher Beteiligung des Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut/AEI) in Hannover entwickelt und gebaut. Prof. Dr. Karsten Danzmann hat gemeinsam mit Prof. Stefano Vitale von der Universität Trento, Italien, die wissenschaftliche Leitung des Projekts inne.

In den vergangenen Wochen wurde die hochempfindliche Nutzlast in den Satelliten eingebaut. Anschliessend folgten letzte Funktions- und Umwelttests des kompletten Satelliten. Auch die Triebwerksmodule sowie die Halterung des Satelliten für die Befestigung auf der Rakete wurden montiert. Nun steht der Transport von LPF zum ESA-Weltraumbahnhof in Kourou/Französisch-Guayana unmittelbar bevor. Von dort wird die Mission im Spätherbst auf einer Vega-Rakete starten.

Währenddessen bereiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit Hochdruck den Missionsbetrieb des Satelliten vor. Sobald LPF sein Ziel erreicht hat, werden sie über einen Zeitraum von einigen Monaten intensiv die hochpräzisen Technologien an Bord testen und dabei im ständigen Dialog mit dem Satelliten stehen.

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.

LISA Pathfinder wird aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie über das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) gefördert.

Hintergrundinformationen

Das hochempfindliche Messsystem von LISA Pathfinder
In den zwei separaten Vakuumtanks der wissenschaftlichen Nutzlast von LPF sollen während des Missionsbetriebs jeweils eine würfelförmige Testmasse von zwei Kilogramm (nahezu) frei von allen inneren und äusseren Störkräften schweben und so die präzise Vermessung einer kräftefreien Bewegung im Raum demonstrieren. Eine spezielle Gold-Platin-Legierung sorgt dafür, dass auf die Massen keine magnetischen Kräfte wirken; eine berührungslose Entladung mit Hilfe von UV-Strahlung stellt sicher, dass keine elektrostatische Aufladung erfolgt. Eine besondere Herausforderung stellt dabei der sogenannte Caging-and-Venting-Mechanismus dar, der die Testmassen während der heftigen Vibrationen beim Start von LISA Pathfinder sichert, sie kontrolliert freigibt und sie gegebenenfalls auch wieder einfängt. Mittels Laserinterferometrie werden die Positionen und die Ausrichtung der beiden Testmassen relativ zum Satelliten und zueinander mit bisher unerreichter Genauigkeit von etwa 10 Pikometern (ein hundertmillionstel Millimeter) gemessen. Darüber hinaus werden die Positionenüber kapazitive Inertialsensoren mit geringerer Genauigkeit erfasst. Die Messdaten werden dazu verwendet, mit Hilfe eines "Drag-Free Attitude Control System (DFACS)" die Sonde so zu steuern, dass sie gewissermassen stets auf eine der Testmassen zentriert bleibt. Die eigentliche Lageregelung des Satelliten erfolgt dabei durch Kaltgas-Mikronewton-Triebwerke. Diese ermöglichen eine extrem feine und gleichmässige Regelung des Antriebschubs. Die Schubkräfte liegen im Bereich von Mikronewton, dies entspricht der Gewichtskraft eines Sandkorns auf der Erde.

Wegbereiter für eine neue Astronomie
LISA Pathfinder ist Wegbereiter für LISA, ein gro√ües Weltraumobservatorium, das eines der am schwersten fassbaren astronomischen Phänomene direkt beobachten soll: Gravitationswellen. Diese von Albert Einstein vorhergesagten, winzigen Verzerrungen der Raumzeit erfordern eine sehr empfindliche und hochpräzise Messtechnologie. Weltraumobservatorien wie LISA werden Gravitationswellen mit Frequenzen im Millihertz-Bereich nachweisen. So ergänzen sie irdische Detektoren wie GEO600, aLIGO und Virgo, die bei höheren Frequenzen (im Audiobereich) messen. Im Zusammenspiel mit anderen astronomischen Methoden werden diese Gravitationswellenobservatorien bisher noch unbekannte Bereiche, gewissermassen die "Dunkle Seite des Universums", beobachten. Beispielsweise wird man verfolgen können, wie massereiche schwarze Löcher entstehen, wachsen und miteinander verschmelzen. Ausserdem wird es möglich sein, Aussagen der Allgemeinen Relativitätstheorie zu überprüfen und nach unbekannter Physik zu suchen.

Weiterführende Links
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Pressemitteilung über die Integration der hochempfindlichen Nutzlast von LISA Pathfinder in den Satelliten: http://www.aei.mpg.de/1682351/LPF_Integration
LISA/LPF-Website: https://www.elisascience.org/
Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik: http://www.aei.mpg.de/179191/02_LISA_Pathfinder
DLR: http://www.dlr.de/rd/desktopdefault.aspx/tabid-2448/3635_read-5451/
ESA: http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/LISA_Pathfinder_overview
UK Space Agency: https://www.gov.uk/government/case-studies/lisa-pathfinder
NASA: http://science1.nasa.gov/missions/st-7/