NASA treibt Testteleskop für LISA voran, das künftige Weltraumobservatorium für Gravitationswellen

Am 8. Oktober 2026 gab die NASA einen neuen Entwicklungsschritt für LISA bekannt, ein Weltraumobservatorium zum Nachweis von Gravitationswellen: Wellen im Gefüge der Raumzeit, die mit der Bewegung massereicher Objekte verbunden sind. L3Harris Technologies wird für die NASA ein Testteleskop mit der Bezeichnung Engineering Test Unit entwickeln, montieren und integrieren. Die Behörde bezeichnet diese Einheit als letzten Schritt vor der künftigen Fertigung von für den Flug bestimmter Hardware.

Die Ankündigung betrifft eine Komponente der Mission, nicht den Beginn ihres wissenschaftlichen Betriebs. LISA wird von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) geleitet, erhält Beiträge der NASA und soll Mitte der 2030er-Jahre starten. Die NASA stellt die Teleskope, weitere Hardwarekomponenten sowie wissenschaftliche und technische Unterstützung bereit. Die neue Einheit ist eine Etappe bei der Entwicklung dieses US-Beitrags.

Ein Teleskop für eine Konstellation aus drei Raumfahrzeugen

LISA wird drei Satelliten auf einer Umlaufbahn einsetzen, die der Erde folgt. Zusammen bilden sie eine Dreiecksstruktur mit Seitenlängen von 2,5 Millionen Kilometern. Jedes Raumfahrzeug wird zwei Teleskope tragen. Diese senden und empfangen gleichzeitig Infrarot-Laserstrahlen zwischen benachbarten Raumfahrzeugen und ermöglichen so die hochpräzise Messung ihrer gegenseitigen Abstände.

Das gesuchte Signal besteht aus winzigen Änderungen dieser Abstände beim Durchgang einer Gravitationswelle. Ira Thorpe, LISA-Projektwissenschaftler der NASA am Goddard Space Flight Center, erklärte, die Abweichungen seien kleiner als die Breite eines Heliumatoms. Diese Empfindlichkeit würde laut Thorpe die Untersuchung niederfrequenter Gravitationswellen ermöglichen, die derzeitige bodengebundene Anlagen nicht nachweisen können.

Zu den künftigen wissenschaftlichen Zielen der Mission gehören die Untersuchung von Verschmelzungen massereicher Schwarzer Löcher und die Kartierung kompakter Paare aus Weißen Zwergen, Neutronensternen und Schwarzen Löchern mit stellarer Masse. Thorpe merkte außerdem an, dass LISA möglicherweise neue Erkenntnisse über die Gravitation liefern könnte. Dies sind für eine künftige Mission beschriebene Ziele und Möglichkeiten, keine Beobachtungsergebnisse von LISA.

Warum das Teleskop aus Zerodur gefertigt wird

Die Teleskope der Mission werden vollständig aus Zerodur bestehen, einem bernsteinfarbenen Glaskeramikwerkstoff. Die NASA hebt hervor, dass dieses Material über einen weiten Temperaturbereich formstabil bleibt – eine nützliche Eigenschaft für Hochpräzisionsanwendungen. Die Form des Teleskops stabil zu halten, ist für ein System wichtig, das mithilfe von Lasersignalen sehr kleine Entfernungsänderungen messen muss.

Die Ankündigung baut auf früheren Entwicklungsarbeiten auf. 2024 lieferte L3Harris der NASA einen Teleskop-Prototyp, der als technische Entwicklungseinheit für den nächsten Schritt diente. Ritva Keski-Kuha, Programmverantwortliche für das LISA-Teleskop bei NASA Goddard, erklärte, das Team habe den Prototyp strengen Tests unterzogen und werde die daraus gewonnenen Erkenntnisse in die neue Einheit einfließen lassen. Im Juni 2026 lieferte das Team außerdem ein Strukturmodell des Teleskops aus Metall statt Glas.

Keski-Kuha bezeichnete die Engineering Test Unit als letzte Einheit vor dem Flug und als erste Lieferung eines optischen Teleskops an die ESA. Die neue Komponente verbindet damit die Entwicklung und Erprobung des Entwurfs mit einer künftigen Phase der Flughardwarefertigung. In der Ankündigung wird L3Harris für die Entwicklung, Montage und Integration dieser Einheit für die NASA verantwortlich gemacht.

Die Erfahrungen mit LISA Pathfinder

Die Entwicklung von LISA baut auf einer früheren Technologiedemonstration auf: LISA Pathfinder, einer von der ESA geleiteten Mission zum Test der Technologien, die für ein künftiges Weltraumobservatorium für Gravitationswellen benötigt werden. Bei dieser Mission schwebten zwei würfelförmige Testmassen mit einer Kantenlänge von 46 Millimetern aus einer Gold-Platin-Legierung im Inneren des Raumfahrzeugs. Ziel war es, sie von anderen Kräften als der Gravitation zu isolieren.

Ein hochauflösendes Laserinterferometer maß die Position der Massen und übermittelte die Informationen an das Freifall- und Lageregelungssystem des Raumfahrzeugs. Das System nutzte Mikrotriebwerke, um das Raumfahrzeug in Formation um die Massen zu halten, ohne sie zu stören. Nach Angaben der NASA senkte LISA Pathfinder die auf die Massen wirkenden nichtgravitativen Kräfte auf ein Niveau, das etwa 10.000-mal niedriger war als bei den Freifallregelungstechnologien früherer Wissenschaftsmissionen.

Dieser Präzedenzfall hilft, den Entwurf von LISA zu verstehen: Die Raumfahrzeuge müssen die Relativbewegung von Testmassen messen, die unter dem Einfluss der Gravitation frei fallen, während optische Instrumente Veränderungen zwischen den Fahrzeugen präzise erfassen. Pathfinder erprobte Technologien, die mit diesem Prinzip zusammenhängen; die nun angekündigte Teleskopeinheit betrifft einen anderen Teil der Entwicklung, den optischen Beitrag der NASA.

Was die Ankündigung festlegt – und was noch bevorsteht

Die NASA-Ankündigung erläutert die Aufgabe der Engineering Test Unit, das für ihre Entwicklung, Montage und Integration verantwortliche Unternehmen und ihre Rolle vor der künftigen Fertigung von Flughardware. Sie erklärt außerdem, warum Zerodur als Teleskopmaterial verwendet wird, und ordnet die Einheit in eine von der ESA geleitete Mission mit drei Raumfahrzeugen ein, die für Mitte der 2030er-Jahre geplant ist.

Die veröffentlichten Informationen nennen den Startzeitraum nur allgemein und stellen die neue Einheit als Entwicklungsschritt dar. Die Mission muss den Entwurf des Observatoriums und seine Komponenten in Systeme umsetzen, die im Weltraum betrieben werden und extrem kleine Signale messen können. Als künftige wissenschaftliche Ziele nennt die NASA die Beobachtung verschiedener Gravitationswellenquellen und die Möglichkeit, die Gravitation zu untersuchen; die Ankündigung konzentriert sich auf die Hardwarefortschritte, die zur Vorbereitung der Mission beitragen.

Weitere Informationen zu LISA bei der NASA und im Missionsdatenblatt der ESA.