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LISA Pathfinder

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Offline Olli

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LISA Pathfinder
« am: 22. November 2011, 21:12:46 »
In diesem Thread können wir alle Neuigkeiten und Diskussionsbeiträge zur Mission LISA Pathfinder sammeln.

LISA Pathfinder (PF) ist der Wegbereiter der geplanten Mission LISA, welche mittels Laser-Interferometrie Gravitationswellen nachweisen soll.
Hierzu müssen die Instrumente Gravitationsänderungen mit einer Genauigkeit von 10-16g und Entfernungsmessungen im Bereich von 10-12m in einem Frequenzbereich von 0,001 bis 0,1 Hz genau erfassen. Bei der Vorreitermission LISA Pathfinder wird die Genauigkeit eine Größenordnung geringer sein.

Das Messprinzip bei LISA beruht auf Entfernungsmessungen zwischen drei Satelliten, welche, jeweils in einem Abstand von etwa 5 Millionen km ein gleichseitiges Dreieck aufspannen. LISA Pathfinder dient hier als Demostrator und begnügt sich daher mit der Abstandsmessung zweier Referenzkörper, die ungefähr 40 cm auseinanderliegen werden, innerhalb eines Satelliten.

Ursprünglich sollte LISA PF 2013 starten. Ob der Termin mit den Budgetprobleme zu halten ist, wird sich zeigen!

Für die weitere Entwicklung des Projekts LISA Pathfinder postet bitte in diesem Thread.
Alle Neuigkeiten und Diskussionsbeiträge zu späteren Hauptmission LISA postet bitte im LISA Thread.

Grüße
Olli
« Letzte Änderung: 23. November 2015, 07:54:48 von Schillrich »
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Einmal mitfliegen - was gäb' es Schöneres? Nichts!

tobi

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Re: LISA Pathfinder
« Antwort #1 am: 25. November 2011, 20:54:33 »
ESA Bulletin 148 nennt als Startdatum April 2014.
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Offline einsteinturm

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Re: LISA Pathfinder
« Antwort #2 am: 15. Dezember 2011, 06:25:31 »
April14, na ja...
Weiss jemand ob man die europäischen "Mototren" nehmen wird oder doch die amerikanischen verwenden muss ?
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Offline Volker

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Re: LISA Pathfinder
« Antwort #3 am: 15. Dezember 2011, 11:34:34 »
Zitat von: einsteinturm am 15. Dezember 2011, 06:25:31
Weiss jemand ob man die europäischen "Mototren" nehmen wird oder doch die amerikanischen verwenden muss ?

Meinst Du die Microthruster? Es sollen beide Systeme mitfliegen. Die Schwierigkeiten mit dem europaeischen System (FEEP) sind allerdings noch nicht ganz ausgestanden.

Gruss,
Volker
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Offline einsteinturm

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Re: LISA Pathfinder
« Antwort #4 am: 29. Dezember 2011, 09:06:45 »
Ja die meinte ich. Heisst das, man wird beide Systeme testen? Macht ja auch Sinn. Aber die Antriebsart ist schon verschieden, oder hab ich da was durcheinander gebracht?
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Offline Volker

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Re: LISA Pathfinder
« Antwort #5 am: 29. Dezember 2011, 20:07:28 »
Zitat von: einsteinturm am 29. Dezember 2011, 09:06:45
Heisst das, man wird beide Systeme testen?
Ja, im ersten Teil der Mission leitet die ESA die Tests, dann uebernimmt das Team aus den USA.

Zitat
Macht ja auch Sinn. Aber die Antriebsart ist schon verschieden, oder hab ich da was durcheinander gebracht?
Ja, das ergibt Sinn, denn das sind zwei unterschiedliche Systene. Sonst waere das ueberfluessig.

Gruss,
Volker
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tobi

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Re: LISA Pathfinder
« Antwort #6 am: 09. März 2012, 01:08:27 »
Zitat von: tobi am 25. November 2011, 20:54:33
ESA Bulletin 148 nennt als Startdatum April 2014.
ESA Bulletin 149 nennt als Startdatum jetzt Mitte 2014.
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tobi

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Re: LISA Pathfinder
« Antwort #7 am: 27. Mai 2013, 23:05:31 »
Start jetzt Mitte 2015 laut ESA Bulletin 154.
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Kreuzberga

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Re: LISA Pathfinder
« Antwort #8 am: 10. Juni 2013, 19:31:15 »
Die optische Komponente von LISA Pathfinder ("optical bench", das "Herzstück" der Sonde) hat Belastungstests am Institut für Gravitationsforschung in Glasgow gut überstanden und befindet sich jetzt auf dem Weg zurück nach Deutschland. Man ist sich nun sicher, dass die hochpräzise Messeinrichtung Beschleunigungen bis zu 35 g überstehen kann, wie sie beim Start auftreten können.

Startdatum: Weiterhin 2015.

Interessant ist noch, dass das eLISA-Konsortium sich für die nächsten L2 und L3 Missionen der ESA beworben hat. Starttermine:  2028 und 2034.

Man, ist das noch lange hin! 2034 werde ich 52...  :o

Quelle: http://www.aei.mpg.de/hannover-de/77-files/pm/2013/PM2013_LPF_opt_bench_Glasgow_EN.pdf
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Offline Volker

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Re: LISA Pathfinder
« Antwort #9 am: 12. Juni 2013, 11:24:35 »
Hallo,

diese Woche findet ein Daten Testlauf fuer die LISA-Pathfinder Mission statt. Dabei werden Daten, wie sie vom Satelliten erwartet werden, in das System gefuettert und prozessiert. Das schliesst Uebermittlung des Satellitendatenstroms via der Antennenpipeline ein, die Daten werden bei ESA/ESAC entschluesselt und dann dort und am APC in Paris analysiert. Bisher verlaeuft alles planmaessig.
Siehe http://www.apc.univ-paris7.fr/FACe/en/content/lisa-pathfinder-stoc-exercise-0

Zu eLISA gibt es uebrigens das white paper, also eine kurze Beschreibung was und wie eLISA messen wird, auf auf arXiv zum Herunterladen.

Gruss,
Volker
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websquid

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Re: LISA Pathfinder
« Antwort #10 am: 26. Juni 2013, 23:06:17 »
Einen etwas umfassenderen Bericht zur optischen Bank findet sich hier: http://sci.esa.int/lisa-pathfinder/51961-latest-lisa-pathfinder-hardware-delivery-is-jewel-in-the-crown/
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Offline Volker

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Re: LISA Pathfinder
« Antwort #11 am: 31. Juli 2014, 15:14:21 »
Hallo,

LISA-Pathfinders Starttermin ist nach wie vor Ende Juli 2015. Nachdem LISA-PF für einige Zeit etliche technische Probleme hatte, hat sich der derzeitige Starttermin seit Anfang 2013 nicht mehr geaendert. Es besteht also begründete Hoffnung, dass es in einem Jahr los geht. (Unangenehme) Überraschung kann es aber natürlich immer geben.

Gruss,
Volker
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Offline einsteinturm

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Re: LISA Pathfinder
« Antwort #12 am: 31. Juli 2014, 16:14:54 »
Ja schön, ich hatte irgendwie mit einer negativen Information gerechnet. 8)
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Offline einsteinturm

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Re: LISA Pathfinder
« Antwort #13 am: 12. September 2014, 15:44:10 »
Das hiesse ja auch, dass der Satellit jetzt irgendwann zusammengesetzt wird, oder? Wann soll es denn nach Guayana gehen?
Eine weitere Frage wäre: Für Pathfinder ist damit die Forschung beendet? Wartet man jetzt die Ergebnisse ab, oder macht man nahtlos für LISA weiter?
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McFire

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Re: LISA Pathfinder
« Antwort #14 am: 12. September 2014, 18:17:03 »
Was mich als Techniker erschüttert - man will mit 40cm Basisbreite etwas testen, was später mit 5 Mill. funktionieren soll ? Ich mein, beim heutigen Stand der Technik, wo man Spiegel auf 1000stel justieren kann, hätte man doch was auf ca 2x4m ausklappen können? Schwingungen? Sind die drei Satelliten später im Raum festgetackert?
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tobi

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Re: LISA Pathfinder
« Antwort #15 am: 31. Dezember 2014, 23:45:22 »
Zitat
LISA PATHFINDER
The Science Module was retrofitted with three new side-panels onto which the cold-gas micro-propulsion equipment had been integrated. Functional verification of the spacecraft is progressing as planned, with the completed version of the flight software and using the FM microthrusters driving electronics. LISA Pathfinder carries two sets of six cold-gas thrusters; the first set is in acceptance testing, whereas the second redundant set is being manufactured. Both the micro-Newton thrust force and the sub-micro-Newton thrust force noise have been confirmed in a dedicated facility by Onera (FR).

Acceptance testing of the two FM Inertial Sensor Heads (ISH) has been completed. The testing campaign included bi-polar discharge of the test mass by means of ultraviolet light, contacting, photoelectric effect. In orbit, though, the discharge process will be without physical contact between the test mass and its surrounding electrodes. Thus, the ground verification requires novel modelling techniques. The ISH FMs will now be integrated on the LISA Pathfinder Core Assembly (LCA). The LCA includes an optical interferometry ultra-stable bench on its support frame, the two ISH, diagnostics equipment and support equipment. The LCA integration has advanced to the point where the next step is the integration of the ISH.

The launch vehicle will be Vega, on one of the VERTA launches. The lessons learnt from the first Vega launches are being closely monitored to confirm the compatibility with the mission and spacecraft. Considering the approaching launch date, activities by the launcher authority, ESAC and ESOC are running at full pace.
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Offline Doc Hoschi

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Re: LISA Pathfinder
« Antwort #16 am: 04. Januar 2015, 13:48:59 »
Für alle, die ebenfalls gerne wissen möchten, woher obiges Zitat kommt: http://www.astrowatch.net/2015/01/mona-lisa-smiles-for-launch.html

Was ich an LISA Pathfinder nicht so ganz verstehe, ist weshalb Komponenten getestet werden, die erst knapp 20 Jahre später (!) eingesetzt werden können.
Quelle Wiki:
Zitat
Die Bewertung zu eLISA/NGO ist am 28. November 2013 positiv ausgefallen, es kann mit einem Start 2034 gerechnet werden.
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Offline Schillrich

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Re: LISA Pathfinder
« Antwort #17 am: 04. Januar 2015, 14:03:52 »
Naja, nicht direkt Komponenten werden getestet, sondern Technologien werden verifiziert (erfüllen sie die Anforderungen?) und validiert (erfüllen sie ihren Zweck?). Wenn Pathfinder zeigt, das es geht (oder was nicht geht), kann man das "Große" entwickeln und bauen.
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Offline Doc Hoschi

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Re: LISA Pathfinder
« Antwort #18 am: 04. Januar 2015, 15:58:07 »
Ok, war missverständlich ausgedrückt. Hätte Technologien schreiben sollen.
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Offline Schillrich

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Re: LISA Pathfinder
« Antwort #19 am: 04. Januar 2015, 16:07:29 »
Aber das sind schon Zeiträume ... die ersten "Denker" der Mission werden die Ergebnisse vielleicht gar nicht mehr sehen ...
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Offline Volker

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Re: LISA Pathfinder
« Antwort #20 am: 04. Januar 2015, 18:31:22 »
Hallo,

Zitat von: Doc Hoschi am 04. Januar 2015, 13:48:59
Was ich an LISA Pathfinder nicht so ganz verstehe, ist weshalb Komponenten getestet werden, die erst knapp 20 Jahre später (!) eingesetzt werden können.

dass es noch so lange dauern soll, bis eLISA fliegt, liegt vor allem am Budget der ESA. LISA (NGO) war auch schon für frühere Missionsstarts der L-Klasse vorgeschlagen worden. Dann ist aber JUICE für L1 ausgewaehlt worden und Athena+ für L2 und schliesslich eine Gravitationswellenmission für L3. Die ESA kann das aus finanziellen Gründen nicht schneller abwickeln. Technisch wären wir früher in der Lage eLISA zu starten, vorausgesetzt, dass LISA-Pathfinder so funktioniert wie wir uns das vorstellen.
Es gab bei den letzten Tests nun leider noch einmal ein paar Schwierigkeiten mit LISA-Pathfinder, und es wird nun geprüft, ob der Satellit so im Juli fliegen kann, oder ob es noch einmal eine Verzögerung geben wird. Ich denke, das wird man in den nächsten Wochen erfahren.

Gruss,
Volker

P.S.: der vorgesehene Starttermin für LISA-Pathfinder ist bisher der 31.7.2015, nicht der 1.7., wie es hier oben im Thread steht.
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Offline Majo2096

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Re: LISA Pathfinder
« Antwort #21 am: 04. Januar 2015, 20:06:48 »
Hallo,

man will mit LISA Pathfinder ja die Technik demonstrieren um Gravitationswellen zu entdecken. Auf der Erde arbeitet man ja auch unter hochdruck daran (zB. im LIGO).

Ich habe noch nicht verstanden warum man glaubt jetzt Gravitationswellen im Weltall entdecken zu können, obwohl unsere Besten Instrumente derzeit auf der Erde noch nicht dazu in der Lage sind. Oder ist LISA Pathfinder nur eine Technologie Demonstration ganz ohne Wissenschaftlichen Wert?
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Offline Doc Hoschi

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Re: LISA Pathfinder
« Antwort #22 am: 04. Januar 2015, 22:41:27 »
Zitat von: Volker am 04. Januar 2015, 18:31:22
Technisch wären wir früher in der Lage eLISA zu starten, vorausgesetzt, dass LISA-Pathfinder so funktioniert wie wir uns das vorstellen.
Was wir heute bereits alles optisch erreichen können, sieht man an tausend Fronten der Hochtechnologie (z.B. Nanolithografie). Daher wundere ich mich auch etwas, was im Detail bei LISA Pathfinder getestet werden soll, denn die Interferrometertechnik ist doch derart ausgereift, auch was extreme Empfindlichkeiten angeht.
Doch wie steht es um die eigentliche Herausforderung (das hochgenaue Positionieren im All) über rießige Entfernungen? Die NASA hatte seinerzeit ja das SPHERE-Programm genau aus diesen Gründen gestartet. Was macht die ESA auf diesem Feld?

Zitat von: Majo2096 am 04. Januar 2015, 20:06:48
Ich habe noch nicht verstanden warum man glaubt jetzt Gravitationswellen im Weltall entdecken zu können, obwohl unsere Besten Instrumente derzeit auf der Erde noch nicht dazu in der Lage sind.
Aber genau das ist doch der Knackpunkt.
Im All lässt sich eben ein empfindlicheres Gerät bauen, als auf der Erde.
Ein Laserinterferrometer zur Detektierung von Gravitationswellen wird nun einmal umso empfindlicher, je länger der jeweilige Arm ist, d.h. je mehr Gravitationswellen einen Arm beeinflussen können.
LIGO arbeitet ja bereits mit jeder Menge Tricks um die Sensitivität zu erhöhen, aber eLISA findet mit einer Armlänge von 1 Million Kilometer in einem Bereich statt, der auf der Erde aufgrund der Erdkrümmung gar nicht möglich wäre.
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Offline Schillrich

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Re: LISA Pathfinder
« Antwort #23 am: 05. Januar 2015, 08:20:39 »
Ein weiterer Grund dürfte auch sein, dass man solche Messungen mit mehreren Methoden durchführen möchte, u.a. um ggf. systematische Fehler einer Methode (z.B. durch die "Tricks" bei LIGO) zu erkennen und zu bereinigen.
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Offline Doc Hoschi

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Re: LISA Pathfinder
« Antwort #24 am: 05. Januar 2015, 09:58:25 »
Zitat von: Schillrich am 05. Januar 2015, 08:20:39
Ein weiterer Grund dürfte auch sein, dass man solche Messungen mit mehreren Methoden durchführen möchte, u.a. um ggf. systematische Fehler einer Methode (z.B. durch die "Tricks" bei LIGO) zu erkennen und zu bereinigen.
Und da bietet sich eben ein Freistrahl über große Distanzen am meisten an. Jede Form von Spiegel bzw. Reflexion zur Erhöhung der Armlänge erhöht in meinen Augen die Fehleranfälligkeit aufgrund von Vibrationseinflüssen. Das z. B. gerade LIGO trotz der vielen Reflexionen eine Längenveränderung eines Arms von 1/1000 des Durchmessers eines Protons messen können soll, erscheint umso erstaunlicher (Quelle). Da wäre ja schon eine Temperaturschwankung von weit (!) unter einem Grad für so eine Messung tödlich.
An der technisch machbaren Auflösung scheint es aktuell nicht zu liegen.....eher an der Fehleranfälligkeit (Vibrationen, Temperaturstabilität, etc.) und Empfindlichkeit (Armlänge).
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