昨天，欧洲航天局告别了其中一艘太空船，它为一种研究宇宙的新方法铺平了道路：LISA Pathfinder，一种汽车大小的探测器，一直在测试检测织物中涟漪所需的技术时空 - 称为引力波 - 来自太空。LISA Pathfinder在6月份完成了任务，取得了巨大的成功。现在，欧洲航天局关闭了车辆并将其送往远离地球的航线上 - 这样太空船就不会成为干扰未来任务的另一块太空垃圾。
LISA探路者始终是未来任务的开场行动，称为激光干涉仪空间天线，或LISA。LISA将在2030年代的某个时间发射，它将由三个宇宙飞船组成，这些太空船将围绕太阳运行，并形成第一个用于探测引力波的太空天文台。
到目前为止，引力波仅在地球上被探测过几次，但像LISA这样的太空探测器可能会有更多的探测器。这是因为检测这些时空涟漪是一个非常微妙的过程，它涉及测量分布在很远距离的物体位置的微小变化。地球只有很大的空间可以用于探测，它是一个相当活跃的地方，充满了振动和力量，可以搞砸这些微小的测量。与地球相比，空间的这种“噪音”要少得多。它还有更多的空间可以进行检测，使其更加理想。
尽管如此，创建一个基于太空的引力波探测器是一项令人难以置信的复杂工程技术，涉及以前从未在太空中使用过的新技术。一旦LISA进入太空，如果出现问题，将无法解决问题。这就是为什么ESA在2015年底启动LISA探路者任务的原因：测试将在LISA上使用的关键技术，以及更好地了解航天器在太空环境中将会遇到的情况。ESA工程师现在可以使用他们从LISA Pathfinder学到的东西来创建最好的LISA版本。
“如果事情不起作用，就不能尝试新技术，”美国宇航局戈达德太空飞行中心的天体物理学家伊拉索普告诉The Verge，他曾与欧洲航天局就LISA任务进行了广泛的合作。“你必须绝对确保一切正常，否则你就完成了。”
LISA实际上有点像华盛顿和路易斯安那州的激光干涉引力波天文台(LIGO)，它是2015年有史以来第一次引力探测。这些设施专门用于拾取来自远处宇宙中快速移动的大型物体的波浪。实际上，所有移动的东西都会在时空中引起涟漪 - 从一个走在街上的人到一颗轨道行星。但是这些类型的波太弱而无法在地球上探测到。超大质量的物体移动得非常快，就像黑洞相互旋转，产生更大的波浪，我们可以 测量，但是当这些波到达地球时，它们的尺寸已经缩小了很多，这意味着我们需要特殊的仪器来拾取它们：LIGO。
每个LIGO的形状都像一个巨大的“L”.L的每条线都是一条2.5英里长的隧道，每端都悬挂着镜子。当引力波通过时，镜子会测量：通过波将使每个镜子略微移动，只是质子大小的万分之一。镜子的运动是通过激光测量的; 激光反射所需的时间长度表明波浪是否已经过去。
LISA采用了相同的LIGO概念并进行了扩展 - 很多。在太空中，三个LISA航天器将在三角形中彼此相隔150万英里。激光束将每辆车连接到另外两辆。然而，激光器不是从镜子反弹，而是击中金铂立方体，这些立方体基本上独立地漂浮在太空船内。当波经过时，激光可以测量立方体周围的时空变化，这似乎会移动。
为了工作，这些立方体必须处于不断自由下落的状态; 它们不能触及屏蔽它们的航天器，并且必须不受外界力的干扰，如太阳辐射或微小颗粒。因此，立方体将生活在航天器内部的一个小空腔中，这将不断调整它们与超小型推进器的位置，因此立方体和航天器不会接触。索普说，这些小型发动机非常小巧，仅产生30微牛顿的推力，大约相当于一只蚊子的重量。他说，一个全力射击的推进器“就像一只蚊子落在宇宙飞船的侧面并略微移动它”。
LISA Pathfinder证明它可以保持两个黄金立方体处于自由下落的恒定状态。该任务还允许科学家创建一个模型，说明航天器在太空中可以处理多少噪声并仍然可以完成其工作。索普说，这对于未来十年建造LISA航天器至关重要。如果必须对LISA的设计进行任何更改，工程师将确切地知道航天器的哪些变化是可以接受的，哪些变化将阻止车辆正常工作。
但是，继续使用LISA意味着让LISA Pathfinder得以休息。截至昨天下午2点，任务小组已将所有最终命令发送至航天器，关闭其所有仪器及其无线电天线。LISA探路者距离地球一百万英里，但仍有可能来自航天器的无线电波会干扰其他卫星通信和射电望远镜。因此，欧洲航空安全局在4月份将这辆车的推进器发射并将其送入太阳周围的轨道。这样，在接下来的100年中，它将在月球和地球附近发生极小的可能性。
感谢LISA Pathfinder，ESA对LISA非常有信心，这有助于提升全新类型的波浪。由于它可以覆盖很远的距离，LISA可以拾取比LIGO看到的移动速度慢得多的大型物体。潜在地，LISA可以看到超大质量黑洞在星系中心或超密集恒星中的缓慢合并，这些恒星正在相互缓慢地螺旋状地相互作用。当这些物体结合在一起时，它们会在最终以爆炸力合并之前越来越快地相互旋转。在 LIGO能够看到之前，LISA甚至有可能看到黑洞合并。
“我们将能够分辨出合并将发生在哪一天以及天空的哪一部分，”索普说。“它改变了范式......我们将能够提前通知并大致了解去哪儿的地方。”