Zwaartekrachtgolfdetector LISA officieel aangenomen als ESA-ruimtemissie

- EN- NL

De Laser Interferometer Space Antenna (LISA) is de eerste ruimtedetector die zwaartekrachtgolven meet. Vanuit de ruimte detecteert LISA langere golven dan gronddetectoren, waarmee de interferometer een nieuw venster opent op allerlei exotische verschijnselen. De Europese ruimtevaartorganisatie ESA heeft LISA op 25 januari officieel aangenomen als een van haar large class-missies. De lancering staat gepland voor rond het jaar 2035. Nederland en de Radboud Universiteit spelen een grote rol in de ontwikkeling van de hardware en software.

LISA bestaat uit drie ruimtevaartuigen die in een baan om de zon draaien, achter de aarde aan. Ze detecteren zwaartekrachtgolven vanuit verschillende bronnen in het heelal door continu hun onderlinge afstanden te meten met laserstralen. Dat zijn rimpelingen in de structuur van de ruimte, gecreŽerd door exotische kosmische gebeurtenissen - zoals botsende zwarte gaten of de oerknal - vergelijkbaar met een olietanker die golven in de oceaan creŽert. Als allereerste ruimtedetector voor zwaartekrachtgolven wordt LISA ESA’s derde L-klasse missie, wat Europa de wereldleider op dit gebied maakt.

LISA strekt haar armen met 2,5 miljoen kilometer veel verder uit dan gronddetectoren ooit zullen doen. Daarmee is ze ontvankelijk voor langere golflengtes vanaf grotere ruimteobjecten. Het stelt LISA in staat om voor het eerst te ’luisteren’ naar bijvoorbeeld de oerknal of baby-zwarte gaten uit het vroege heelal. Of naar de chaotische paden die sterren bewandelen als ze worden opgeslokt in de complexe geometrie rond een superzwaar zwart gat, als een praktijkexamen van Einsteins Algemene Relativiteitstheorie.

’Het is geweldig om te zien dat LISA is aangekomen bij deze laatste fase’, zegt Gijs Nelemans (SRON/Radboud). ’De eerste plannen voor zo’n compleet nieuw type ruimtemissie zijn al dertig jaar oud.’ Elena Maria Rossi (Universiteit Leiden) voegt hieraan toe: ’We stappen een totaal nieuw wetenschapsveld binnen. Gronddetectoren laten ons al luisteren naar het nabije heelal. LISA geeft ons gehoor op veel lagere frequenties zodat we voor het eerst de grootste en verste gebeurtenissen in het universum kunnen horen.

Nederlandse bijdragen

Nederlandse wetenschappers zijn al lange tijd betrokken bij het LISA-project. Een Nederlands consortium van SRON, Nikhef, Radboud, Universiteit Leiden, UvA, Universiteit Utrecht, TNO, Universiteit Maastricht en RUG heeft in 2023 een NWO Roadmap-beurs ontvangen, onder leiding van SRON, om te werken aan de Nederlandse hardware-bijdrage. Ze bouwen de fotodiodes (LISA’s ’ogen’), software, het richtmechanisme en de bijbehorende uitleeselektronica. Die zijn ontworpen op de grens van wat technologisch mogelijk is.

Het richten luistert buitengewoon nauw omdat elke laser een lens moet raken op 2,5 miljoen kilometer afstand. Licht doet daar acht seconden over. Ter vergelijking: als er een dubbeltje van de Eiffeltoren valt, moet een laser vanuit Nederland precies op die plek richten waar dat dubbeltje over acht seconden zal zijn.

De fotodiodes hebben het niet veel gemakkelijker. Zij moeten de laserstralen detecteren van oorspronkelijk 1 Watt, zoals een tafellamp, maar die na hun reis zijn afgezwakt tot 250 picoWatt, dus ruim een miljard keer zwakker.†

De ontwikkeling van de software is zelfs voor een ruimtemissie complex. Het LISA-project is bij uitstek een synergie tussen engineers, wetenschappers en data scientists. De software moet onderscheid maken tussen de veelvoud aan zwaartekrachtgolven vanuit alle mogelijke richtingen die de ruimtevaartuigen continu aan het trillen brengen op verschillende frequenties en amplitudes.

’De Nederlandse bijdrage is een sprekend voorbeeld van samenwerking en innovatie binnen de ruimtevaartsector in Nederland’, zegt Michael Wise, directeur van SRON. ’Niet alleen werken mensen uit meerdere disciplines samen, het is ook een grote samenwerking tussen wetenschappelijke instellingen en bedrijven. Samen verleggen we de grenzen van wat technologisch mogelijk is. Bij SRON zijn we er trots op dat we hieraan leiding mogen geven.’

Mission adoption

Binnen de levenscyclus van een ESA-missie is de Mission Adoption Review het formele einde van de onderzoeksfase, waarin de specificaties in het ontwerp van de detector worden vastgesteld en de gereedheid van de technologie wordt beoordeeld. Na LISA’s succesvolle Mission Adoption Review heeft ESA’s Science Programme Committee nu de overgang goedgekeurd van de onderzoeksfase naar de implementatiefase. Deze stap heet Mission Adoption. De implementatiefase duurt vanaf nu tot de lancering rond 2035.

Meer weten? Neem contact op met de onderzoekers zelf of met Persvoorlichting & Wetenschapscommunicatie 024 361 6000 media [at] ru.nl ( media[at]ru[dot]nl ) .

Faculteit der Natuurwetenschappen, Wiskunde en Informatica , Institute for Mathematics, Astrophysics and Particle Physics , Astrophysics