Chinas Taiji-Mission nähert sich dem Ziel, Gravitationswellen nachzuweisen

Detektion über große Distanzen: Gravitationswellen sind Risse in der Raumzeit, die durch katastrophale Ereignisse wie die Kollision supermassiver Schwarzer Löcher oder die explosive Sterblichkeit eines Sterns entstehen. Weltraumgestützte Systeme wie Taiji sind in der Lage, Gravitationswellen niedrigerer Frequenz aus den weit entfernten Regionen des Universums zu detektieren.

Im Gegensatz zu bodengestützten Gravitationswellendetektoren sind sie nicht durch seismisches Rauschen und Störungen der Erde begrenzt. Das Taiji-Projekt plant eine Dreiecksformation aus drei Raumfahrzeugen, die sich um Millionen Kilometer voneinander entfernt befinden.

Laut einem Bericht der South China Morning Post (SCMP) werden diese mit Laser-Interferometrie verbunden, um winzige Distanzänderungen durch vorbeiziehende Wellen zu messen. Der neue optische Kern des CAS-Teams erreicht eine Präzision im Pikometerbereich. Unglaublicherweise bedeutet dies, dass er Verschiebungen öße des zehntausendsten Teils des Durchmessers eines menschlichen Haares erfassen kann.

Nach Angaben der Forscher hinter dem

Nach Angaben der Forscher hinter dem Projekt integriert er Merkmale zur Unterdrückung temperaturbedingter Störungen und hat eine zehnfache Verbesserung der Messstabilität sowie deutlich reduzierte Rauschpegel demonstriert. Das dreistufige Taiji-ProgrammDas Taiji-Programm folgt einem dreistufigen Fahrplan.

Taiji-1, das im August 2019 in den Weltraum gestartet wurde, hat erfolgreich Laser-Interferometrie und drag-free-Steuerung in der Umlaufbahn getestet. Nun wird der neue optische Kern Teil der Taiji-2-Demonstrationsmission sein, die zwei Satellaten umfassen wird.

Schließlich soll Taiji-3 in den 2030er-Jahren das vollständige dreisatellitäre Observatorium in den Weltraum bringen. „Die Bodentests des optischen Kerns waren erfolgreich, und alle Schlüsselwerte erfüllten die strengen Anforderungen der Mission", so die Wissenschaftler in ihrem Bericht. „Das bedeutet, dass das Kernmesssystem Theorie in reale Hardware übergegangen ist." Im Jahr 2015 wurde das Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), das in den USA liegt, zum ersten Mal zur direkten Detektion für Chinas Einstieg in die weltraumgestützte Gravitationswellen-Astronomie.

Auch andere Initiativen, wie das LISA-Projekt

Auch andere Initiativen, wie das LISA-Projekt der Europäischen Weltraumorganisation ESA, zielen darauf ab, mit großräumigen Gravitationswellendetektoren die Geheimnisse des Universums zu entschlüsseln. Durch die Fokussierung auf den Millihertz-Frequenzbereich könnte Taiji Verschmelzungen Löchern aufdecken, Einblicke in das frühe Universum liefern und die Allgemeine Relativitätstheorie im großen Maßstab testen.

Das Team veröffentlichte seine Ergebnisse in einem neuen Artikel im internationalen Journal Research.