Allt du behöver veta om ESA LISA Pathfinder Mission

På mindre än en månad kommer Europeiska rymdorganisationen att lansera LISA Pathfinder rymdsonden för att lägga grunden för en djärv plan att undersöka gravitationella vågor i yttre rymden 20 år från nu. Uppdraget godkändes i november 2000, och det tar 15 år att nå en lansering. Här är allt du behöver veta om detta otroligt djärva företag.

LISA är kort för laserinterferometer rymdantenn. Hela uppdraget är faktiskt en del av ett större koncept - "utvecklat LISA" eller eLISA - att bygga och driva ett observatorium i rymden som direkt kan studera gravitationsvågor. Banförarens syfte är att testa teknik som kommer att användas för eLISA vid den tiden den där Uppdraget lanseras år 2034. Försöket kommer till slut att kosta ESA mer än 420 miljoner dollar.

LISA Pathfinder-uppdraget kommer att sätta två testmassor i ett nästan perfekt gravitationsfritt fall och mäta sin rörelse för att visa att fritt fallande kroppar följer geodetik - raka linjer i krökt utrymme - i rymdtid. Att göra detta kräver en del av den mest exakta sortimentet av instrument som någonsin har byggts, inklusive toppmoderna tröghetssensorer, ett lasermätningssystem, dragfri styrning och ett mikrodrivsystem för extrem precision.

Om det inte låter fantastiskt nog finns det mer.

Hittills har forskare studerat universum i första hand genom att observera elektromagnetiska vågor, såsom synligt ljus, infrarött och ultraviolett ljus, radiovågor, röntgenstrålar och gammastrålar. Poängen med hela LISA-programmet är att tillåta oss att observera universum genom att upptäcka gravitationsvågor: krusningar i rymdtid som skisseras av Albert Einsteins teori om generell relativitet. De finns runt universum, men har aldrig upptäckts direkt av forskare. Att noggrant studera dessa vågor - bara möjligt i ett vakuum med noll-gravitation - kan äntligen lyfta på många av de tidsrymdsfenomen som vi fortfarande vet väldigt lite om, som svarta hål.

Förutom de vetenskapliga konsekvenserna finns det stora tekniska orsaker till att världen kommer att vara uppmärksam på LISA Pathfinder. Tröghetssensorerna på sonden kommer att kunna övervaka rörelser som är så små som 46 millimeter. När farkosten börjar röra sig från sin nollställning aktiverar styrsystemet mikro-newton-thrustrarna - första gången detta framdrivningssystem någonsin kommer att användas av ESA - för att centrera båten.

Dessutom kommer sökaren att kunna detektera testmassans rörelser så små som en miljonedel av en millimeter, och relativa rörelser av de två testmassorna ner till en tusen av en miljonedel av en millimeter.

När LISA Pathfinder äntligen startar den 2 december, kommer det att åka ut till en halo banbrytning 310.600 och 497.000 miles bred, 932.000 miles bort från jorden. Uppdragets operativa fas ska vara ungefär sex månader, men kan förlängas med ytterligare ett år för att genomföra fler mätningar relaterade till generell relativitet.

Även om detta uppdrag inte skulle kunna generera buzz NASAs studie av Mars kommer just nu, kan dess konsekvenser vara långt mer djupgående i rymd- och fysikforskningen. Om LISA Pathfinder test är framgångsrik betyder det att vi kommer att gå ett steg närmare att se människor bygga ett observatorium som drivs i rymden. Det betyder att vi kommer att kunna slutligen observera något som världens största fysiker bara kunde teoretisera om. Bara två decennier sedan var det otänkbart. Vid 2034 kan det (förhoppningsvis) vara en verklighet.