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Herzstück der LISA Pathfinder Mission erfolgreich getestet

4. Juni 2013

Jede Weltraummission durchläuft vor ihrem Start ausführliche Tests, um sicherzustellen, dass alle Elemente die immensen, beim Start wirkenden Kräfte überstehen und anschließend ihre Aufgaben im Weltraum erfüllen können. Die LISA Pathfinder-Mission hat auf diesem Wege jetzt ein wichtiges Ziel erreicht: Das Herzstück der Mission, ein in Hannover und Glasgow entwickeltes hochsensibles Präzisionsmesssystem, wird die beim Raketenstart auftretenden Kräfte von bis zu einem 35-fachen der Erdanziehungskraft (35 g) ohne Schaden aushalten und im Weltraum präzise arbeiten können. Das haben jetzt Tests am Institute for Gravitational Research der Universität Glasgow ergeben.
Erneute Überprüfung der exakten Ausrichtung der Spiegel und anderer optischer Elemente nach den letzten thermischen Tests der optischen Bank von LISA Pathfinder. Bild vergrößern
Erneute Überprüfung der exakten Ausrichtung der Spiegel und anderer optischer Elemente nach den letzten thermischen Tests der optischen Bank von LISA Pathfinder. [weniger]

„Unser hochentwickeltes Laserinterferometer funktioniert sehr gut und ist für seinen Einsatz im All bereit. Wir freuen uns, dass die LPF-Mission nun auf festem Kurs für einen Start in 2015 ist,“ sagt Dr. Christian Killow von der Universität Glasgow, Schottland. „LISA Pathfinder ist eine einzigartige Mission, der Satellit ist ein Meisterstück. Einmal gestartet, können wir ihn nicht zurückholen, um etwas zu reparieren oder zu verbessern. Wir müssen daher sicher sein, dass alle Komponenten den Belastungen während des Starts und des Fluges standhalten und so zusammen funktionieren, wie wir es geplant haben“, erklärt Prof. Dr. Karsten Danzmann, Direktor am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik und Leiter des Instituts für Gravitationsphysik der Leibniz Universität Hannover.

LISA Pathfinder
ist eine Testmission der ESA, mit der im All Schlüsseltechnologien für künftige weltraumbasierte Gravitationswellen-Observatorien geprüft werden. Für diesen Zweck wird ein Millionen Kilometer langer Laserarm einer geplanten großen Gravitationswellen-Mission auf 40 cm reduziert, damit er in einen Test-Satelliten passt. Mit Hilfe des Laserarms können hochpräzise Messungen durchgeführt werden. Er wird dazu auf einer optischen Bank erzeugt und stabilisiert. Sie bildet das Herzstück des LISA Pathfinder Satelliten und wurde nun erfolgreich in Glasgow getestet. Inzwischen ist sie auf dem Weg zu Astrium Deutschland um dort in das LISA Pathfinder Technologiepaket integriert zu werden. Darüber hinaus wird die optische Bank bei Astrium einem „Gesundheitscheck“ unterzogen: Die Funktion der Photodioden, die den Laserstrahl in elektrische Signale umwandeln, wird geprüft und die Laserstrahlpositionen auf den Photodioden werden mikrometergenau nachgemessen um sicherzustellen, dass die optische Bank beim Transport keinen Schaden genommen hat.

Untersuchung der optischen Bank auf Verunreinigungen. Bild vergrößern
Untersuchung der optischen Bank auf Verunreinigungen.

Wegbereiter
LISA Pathfinder ist Wegbereiter für ein großes 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. Einmal gemessen, werden Gravitationswellen uns eine völlig neue Wahrnehmung des Universums ermöglichen: Zum ersten Mal werden wir es HÖREN können, denn mit Frequenzen im hörbaren Bereich sind Gravitationswellen der Klang unseres Universums. Im Zusammenspiel mit anderen astronomischen Methoden und den Gravitationswellenobservatorien auf der Erde wird man dann bisher noch unbekannte Bereiche, gewissermaßen die „Dunkle Seite des Universums“, beobachten können. 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.

<p>Die optische Bank von LISA Pathfinder.</p> Bild vergrößern

Die optische Bank von LISA Pathfinder.

Internationale Zusammenarbeit
LISA Pathfinder ist eine Mission der ESA. Daran beteiligt sind europäische Raumfahrtunternehmen, Forschungseinrichtungen aus Frankreich, Deutschland, Italien, den Niederlanden, Spanien, der Schweiz, und Großbritannien sowie die amerikanische Luft- und Raumfahrtagentur NASA.

Das 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, Direktor des AEI und Professor an der Leibniz Universität Hannover, hat zusammen mit Prof. Stefano Vitale von der Universität Trento, Italien, die wissenschaftliche Leitung des Projekts inne.

Das Institute for Gravitational Research (IGR) der Universität Glasgow spielte bei der Erarbeitung der Spezifikationen des Interferometers und dem Bau des Entwicklungsmodells der optischen Bank eine zentrale Rolle. Für das Flug-Interferometer, das mit LPF ins All fliegen wird, entwickelten die Wissenschaftler des IGR präzise Ausrichtungsmethoden um die Komponenten der optischen Bank mit einer Genauigkeit im Sub-Mikrobereich montieren zu können. Außerdem wurde am IGR ein hochstabiler optischer Kollimator zur präzisen Ausrichtung der Laserstrahlen entwickelt.

 
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