La découverte des ondes gravitationnelles par l'expérience LIGO en 2015 a fait des vagues dans la communauté scientifique. Prédit à l'origine par la théorie de la relativité générale d'Einstein, la confirmation de ces ondes (et deux détections ultérieures) a résolu un mystère cosmologique de longue date. En plus de plier le tissu de l'espace-temps, on sait maintenant que la gravité peut également créer des perturbations qui peuvent être détectées à des milliards d'années-lumière.
Cherchant à capitaliser sur ces découvertes et à mener de nouvelles recherches passionnantes sur les ondes gravitationnelles, l'Agence spatiale européenne (ESA) a récemment donné son feu vert à la mission LISA (Laser Interferometer Space Antenna). Composée de trois satellites qui mesureront les ondes gravitationnelles directement par interférométrie laser, cette mission sera le premier détecteur spatial d’ondes gravitationnelles.
Cette décision a été annoncée hier (mardi 20 juin) lors d’une réunion du Comité du programme scientifique (CPS) de l’ESA. Sa mise en œuvre fait partie du plan Cosmic Vision de l'ESA - le cycle actuel de la planification à long terme de l'agence pour les missions scientifiques spatiales - qui a commencé en 2015 et se poursuivra jusqu'en 2025. Cela correspond également au souhait de l'ESA d'étudier le « univers invisible », une politique adoptée en 2013.
Pour ce faire, les trois satellites qui composent la constellation LISA seront déployés en orbite autour de la Terre. Une fois sur place, ils prendront une formation triangulaire - espacée de 2,5 millions de kilomètres (1,55 million de mi) - et suivront l'orbite de la Terre autour du Soleil. Ici, isolés de toutes les influences extérieures, mais de la gravité de la Terre, ils se connecteront ensuite les uns aux autres par laser et commenceront à rechercher de minuscules perturbations dans le tissu de l'espace-temps.
Tout comme le fonctionnement de l'expérience LIGO et d'autres détecteurs d'ondes gravitationnelles, la mission LISA s'appuiera sur l'interférométrie laser. Ce processus consiste en un faisceau d'énergie électromagnétique (dans ce cas, un laser) divisé en deux, puis recombiné pour rechercher des modèles d'interférence. Dans le cas de LISA, deux satellites jouent le rôle de réflecteurs tandis que le dernier est à la fois la source des lasers et l'observateur du faisceau laser.
Lorsqu'une onde gravitationnelle traverse le triangle établi par les trois satellites, les longueurs des deux faisceaux laser varient en raison des distorsions spatio-temporelles provoquées par l'onde. En comparant la fréquence du faisceau laser dans le faisceau de retour à la fréquence du faisceau envoyé, LISA pourra mesurer le niveau de distorsion.
Ces mesures devront être extrêmement précises, car les distorsions qu'elles recherchent affectent le tissu de l'espace-temps sur le plus minuscule des niveaux - quelques millionièmes de millionième de mètre sur une distance d'un million de kilomètres. Heureusement, la technologie pour détecter ces ondes a déjà été testée par la mission LISA Pathfinder, qui s'est déployée en 2015 et achèvera sa mission à la fin du mois.
Au cours des semaines et des mois à venir, l'ESA examinera la conception de la mission LISA et réalisera une évaluation des coûts. Si tout se passe comme prévu, la mission sera proposée pour «adoption» avant le début de la construction et devrait être lancée d'ici 2034. Lors de la même réunion, l'ESA a également adopté une autre mission importante qui recherchera des exoplanètes dans les années à venir. .
Cette mission est connue sous le nom de PLAnetary Transits and Oscillations of stars, ou PLATO, mission. Comme Kepler, cette mission surveillera les étoiles dans de grandes sections du ciel pour rechercher de petites baisses de leur luminosité, qui sont causées par les planètes passant entre l'étoile et l'observateur (c'est-à-dire la méthode de transit). Initialement sélectionnée en février 2014, cette mission passe désormais de la phase de conception à la construction et sera lancée en 2026.
C’est une période passionnante pour l’Agence spatiale européenne. Au cours des dernières années, elle s'est engagée dans de multiples efforts dans l'espoir de maintenir l'engagement de l'Europe et sa présence continue dans l'espace. Il s'agit notamment d'étudier l '«univers invisible», de monter des missions sur la Lune et sur Mars, de maintenir un engagement envers la Station spatiale internationale et même de construire un successeur à l'ISS sur la Lune!
