Kunstnerens indtryk af to sorte huller, mens de går i spiral mod hinanden, før de smelter sammen, frigivelse af gravitationsbølger - udsving i rumtidens struktur. Kredit:ESA–C.Carreau
LISA-trioen af satellitter til at detektere gravitationsbølger fra rummet er blevet udvalgt som den tredje store mission i ESA's Science-program, mens Platon exoplanetjægeren bevæger sig i udvikling.
Disse vigtige milepæle blev besluttet under et møde i ESA's Science Program Committee i dag, og sikre fortsættelsen af ESA's Cosmic Vision-plan gennem de næste to årtier.
'Gravitationsuniverset' blev identificeret i 2013 som temaet for den tredje store mission, L3, søger efter krusninger i rumtidens stof skabt af himmellegemer med meget stærk tyngdekraft, såsom par af sammensmeltede sorte huller.
Forudsagt for et århundrede siden af Albert Einsteins generelle relativitetsteori, gravitationsbølger forblev uhåndgribelige indtil den første direkte påvisning af det jordbaserede Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory i september 2015. Det signal blev udløst af sammensmeltningen af to sorte huller omkring 1,3 milliarder lysår væk. Siden da, yderligere to hændelser er blevet opdaget.
Desuden, ESA's LISA Pathfinder-mission har også nu demonstreret nøgleteknologier, der er nødvendige for at detektere gravitationsbølger fra rummet. Dette inkluderer fritfaldende testmasser forbundet med laser og isoleret fra alle ydre og indre kræfter undtagen tyngdekraften, et krav om at måle enhver mulig forvrængning forårsaget af en passerende gravitationsbølge.
Forvrængningen påvirker rumtidens struktur på den lille skala af et par milliontedele af en milliontedel af en meter over en afstand på en million kilometer og skal derfor måles ekstremt præcist.
Kunstnerens indtryk af et LISA-rumfartøj. LISA er et foreslået rumbaseret gravitationsbølgeobservatorium bestående af en konstellation af tre rumfartøjer, forbundet over millioner af kilometer via lasere. Kredit:AEI/Milde Marketing/Exozet
LISA Pathfinder afslutter sin banebrydende mission i slutningen af denne måned, og LISA, Laser Interferometer rumantenne, også et internationalt samarbejde, vil nu gå ind i en mere detaljeret fase af undersøgelsen. Tre håndværk, adskilt af 2,5 millioner km i en trekantet formation, vil følge Jorden i dens kredsløb om Solen.
Efter valg, missionens design og omkostningsberegning kan gennemføres. Derefter vil det blive foreslået til 'adoption', inden byggeriet påbegyndes. Lancering forventes i 2034.
Planetjæger adopteret
I samme møde er Platon – Planetary Transits and Oscillations of stars – nu blevet vedtaget i Science Programme, efter valget i februar 2014.
Det betyder, at det kan gå fra en plan til byggeri. I de kommende måneder vil industrien blive bedt om at afgive bud på at levere rumfartøjsplatformen.
Efter lanceringen i 2026, Platon vil overvåge tusindvis af klare stjerner over et stort område af himlen, leder efter lille, regelmæssige fald i lysstyrke, når deres planeter krydser foran dem, midlertidigt udelukke en lille del af stjernelyset.
PLAnetary Transits and Oscillations of stars (PLATO) missionen vil identificere og studere tusindvis af exoplanetariske systemer, med vægt på at opdage og karakterisere planeter og superjorder på størrelse med Jorden. Det vil også undersøge seismisk aktivitet i stjerner, muliggør en præcis karakterisering af værtssolen på hver opdaget planet, inklusive dens masse, radius og alder. Platon er ESA's tredje mellemklasse videnskabsmission og er planlagt til lancering i 2026. Kredit:ESA-C. Carreau
Missionen vil have en særlig vægt på at opdage og karakterisere planeter på størrelse med Jorden og superjorder, der kredser om sollignende stjerner i den beboelige zone - afstanden fra stjernen, hvor flydende overfladevand kunne eksistere.
Den vil også undersøge seismisk aktivitet i nogle af værtsstjernerne, og bestemme deres masser, størrelser og aldre, hjælpe med at forstå hele exoplanetsystemet.
Platon vil operere fra det virtuelle punkt 'L2' i rummet 1,5 millioner km forbi Jorden set fra Solen.
Mulighedens missioner
Science Program Committee blev også enige om deltagelse i ESA's Proba-3 teknologimission, et par satellitter, der vil flyve i formation kun 150 m fra hinanden, med en, der fungerer som en blokerende skive foran Solen, giver den anden mulighed for at observere Solens svage ydre atmosfære mere detaljeret end nogensinde før.
ESA vil også deltage i Japans X-ray Astronomy Recovery Mission (XARM), designet til at genoprette videnskaben om Hitomi-satellitten, der gik tabt kort efter opsendelsen sidste år.