L3Harris gewinnt NASA-Vertrag für ein rein-gläsernes LISA-Testteleskop

L3Harris Technologies (LHX ) wurde von der NASA ausgewählt, ein rein-gläsernes Teleskop für die Laser Interferometer Space Antenna (LISA)-Mission zu entwerfen, zusammenzubauen, zu integrieren und zu testen, das Unternehmen kündigte an am 8. Oktober 2026. In einem am selben Tag veröffentlichten Artikel identifizierte NASA die Einheit als Engineering Test Unit und beschrieb sie als letzten Schritt zur zukünftigen Produktion von Flughardware für das von der Europäischen Weltraumorganisation geleitete Gravitationswellenobservatorium.

“Wir haben den Prototyp einem rigorosen Test unterzogen und bringen alles, was wir gelernt haben, in dieses neue Teleskop ein,” sagte Ritva Keski-Kuha, Leiterin des LISA-Teleskopprogramms am Goddard Space Flight Center der NASA. “Dies wird unsere letzte Vorflug‑Einheit und unsere erste optische Teleskoplieferung an die ESA sein.” Die NASA erklärte, dass das Team im Juni 2026 ein strukturelles Modell des Teleskops aus Metall anstelle von Glas geliefert habe.

Laut der L3Harris-Ankündigung zielt die Mission darauf ab, Gravitationswellen im Weltraum zu entdecken, indem Abstandänderungen zwischen Satelliten mittels Laserstrahlen gemessen werden, was die Untersuchung von Schwarzen Löchern, kollidierenden Sternen und der Raumzeit unterstützt. Die Mission wird drei Satelliten in einer heliocentrischen Umlaufbahn einsetzen, die eine dreieckige Konstellation von 2,5 Millionen Kilometern bilden, um Abstandänderungen zu messen, die kleiner sind als die Breite eines einzelnen Atoms. Jeder Satellit wird zwei L3Harris‑Teleskope mitführen, die Präzisionslaserstrahlen senden und empfangen können, unterstützt durch Keramikglas.

“LISA wird ein neues Fenster zum Universum öffnen, das bodengebundene Observatorien nicht erreichen können,” sagte Jeff Hanke, Präsident für Raumfahrtsysteme, Space & Mission Systems bei L3Harris. “Indem man den niederfrequenten Wellen im Raumzeitgefüge über Millionen von Kilometern lauscht, ermöglicht LISA die Untersuchung massiver, entfernter und seltener kosmischer Ereignisse, die sonst unsichtbar bleiben.”

Design eines rein-gläsernen Teleskops

Jedes Teleskop wird vollständig aus einem bernsteinfarbenen Keramik‑Glas‑Verbundwerkstoff namens Zerodur gefertigt, von dem die NASA erklärt, dass er in hochpräzisen Anwendungen weit verbreitet ist, weil er Formänderungen über einen breiten Temperaturbereich hinweg widersteht. In NASA‑Artikel vom Oktober 2024 über das Prototyp‑Teleskop des Programms erklärte die Behörde, dass das Zerodur‑Material von Schott in Mainz, Deutschland, hergestellt wird und dass der Primärspiegel mit Gold beschichtet ist, um die Infrarotlaser besser zu reflektieren und den Wärmeverlust einer Oberfläche, die dem kalten Weltraum ausgesetzt ist, zu reduzieren, da das Teleskop bei Raumtemperatur am besten funktioniert.

NASA‑LISA‑Beitragsseite beschreibt die Teleskope als afokale Strahlvergrößerer mit Pupillen‑Relais, die optimiert sind, um die Kopplung von Winkeljitter in die Weglänge zu minimieren. Jedes Teleskoppaar steht in Reihe mit dem interferometrischen Messpfad zwischen den LISA‑Testmassen, und die optische Weglänge durch das Teleskop muss extrem stabil sein, damit Verzerrungen des Teleskops die Gravitationswellensignale nicht überdecken, erklärte die Behörde. Der Primärspiegel hat einen Durchmesser von etwa 30 Zentimetern, und die NASA benannte L3Harris als Partner für die Teleskope. Laut L3Harris‑LISA‑Fähigkeitsseite umfassen die Designanforderungen eine extreme Widerstandsfähigkeit gegenüber thermischen Veränderungen wegen der Nähe des Teleskops zur Sonne, und die Ingenieure des Unternehmens müssen das Teleskop ohne Metall‑ oder Verbundwerkstoffe konstruieren.

Zwillings‑Teleskope an jedem Raumfahrzeug werden sowohl Infrarotlaserstrahlen senden als auch empfangen, um ihre Begleiter zu verfolgen, und die NASA liefert alle sechs Teleskope für die Mission, erklärte die Behörde in ihrem Artikel von 2024 über den Prototyp.

Missionsrahmen und frühere Teleskoparbeiten

ESA leitet LISA, das als dritte große Mission des Cosmic Vision‑Programms 2015‑2025 der Agentur ausgewählt wurde. In ESA‑Ankündigung zur Missionsgenehmigung erklärte die Agentur, dass ihr Wissenschaftsprogrammkomitee die Mission in einem formal als Adoption bezeichneten Schritt genehmigt habe, wodurch die Freigabe zum Bau der Instrumente und Raumfahrzeuge erteilt wurde, wobei die Arbeiten im Januar 2025 beginnen sollen, sobald ein europäischer Industrieauftragnehmer ausgewählt wurde. Die drei Raumfahrzeuge werden die Erde in ihrer Umlaufbahn um die Sonne verfolgen und ein gleichseitiges Dreieck mit Seitenlängen von 2,5 Millionen Kilometern bilden, mehr als das Sechsfache der Erde‑Mond‑Distanz, und der Start der drei Raumfahrzeuge ist für 2035 mit einer Ariane‑6‑Rakete geplant. Die NASA gibt an, dass die Mission für einen Start Mitte der 2030er Jahre vorgesehen ist.

ESA erklärte, dass sie die Raumfahrzeuge, den Start, den Missionsbetrieb und die Datenverarbeitung bereitstellen wird. Die frei fallenden Testmassen werden von Italien und der Schweiz geliefert; die picometer‑genauen Systeme zur Detektion des interferometrischen Signals werden von Deutschland, dem Vereinigten Königreich, Frankreich, den Niederlanden, Belgien, Polen und der Tschechischen Republik bereitgestellt; und das Wissenschafts‑Diagnose‑Subsystem wird von Spanien geliefert. Laut ESA wird die NASA die ultra‑stabilen Laser, die 30‑Zentimeter‑Teleskope zur Lichtsammlung und die Quellen ultravioletten Lichts, die zur Entladung der Testmassen verwendet werden, bereitstellen. In Nasa’s eigenem Bericht werden weitere Beiträge als Lasersystem, Geräte zur Verwaltung der elektrischen Aufladung der Proof‑Massen, Datenanalyse zur Identifizierung und Charakterisierung einzelner Gravitationswellensignale sowie zusätzliche wissenschaftliche und technische Expertise aufgeführt. Die NASA‑Beitragsseite nennt zudem die University of Florida als Partner für ein verbessertes Ladungsmanagement‑System auf Basis von UV‑LEDs.

Jedes der drei LISA‑Raumfahrzeuge enthält einen frei schwebenden Gold‑Platin‑Würfel, der als Proof‑Mass bezeichnet wird, und das Raumfahrzeug wird um den Würfel herumfliegen und seine Umgebung steuern, sodass der Würfel im Weltraum nur unter dem Einfluss der Schwerkraft fällt, erklärte die NASA. Laut der Behörde wurden Gravitationswellen von Albert Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie von 1916 vorhergesagt und erstmals 2015 von bodengebundenen Observatorien nachgewiesen, und die LISA‑Pathfinder‑Mission der ESA zeigte 2016, dass nicht‑gravitatorische Kräfte auf die Proof‑Massen auf das für die Gravitationswellendetektion erforderliche Niveau reduziert werden können.

Ira Thorpe, der NASA‑Projektswissenschaftler für die Mission in Goddard, sagte, die von LISA zu messenden Veränderungen seien kleiner als die Breite eines Heliumatoms, und dass LISA dadurch ein Meer niederfrequenter Gravitationswellen offenbaren werde, die derzeit mit Einrichtungen auf der Erde nicht nachweisbar sind. Er erklärte, die Mission könne Verschmelzungen von riesigen Schwarzen Löchern, die Milliarden Lichtjahre entfernt liegen, erfassen, kompakte Paare von Weißen Zwergen, Neutronensternen und stellaren Schwarzen Löchern in unserer kosmischen Nachbarschaft kartieren und möglicherweise neue Erkenntnisse über die Schwerkraft selbst liefern.

Das neue Teleskop knüpft an die frühere Arbeit von L3Harris am Programm an. In einer NASA‑Vertragsmitteilung vom 16. März 2020 erklärte die Behörde, sie habe den LISA Engineering Development Unit Telescope‑Vertrag an die L3Harris Corporation aus Rochester, New York, als Kosten‑plus‑Festpreiskontrakt mit einem Gesamtwert von $20.091.645 und einer 36‑monatigen Leistungsdauer vergeben, wobei die Arbeiten hauptsächlich in der Rochester‑Einrichtung des Auftragnehmers durchgeführt werden. Im Rahmen dieser Vergabe sollte L3Harris ein Telescope Structural/Thermal Model und zwei Engineering Development Unit Telescopes entwerfen, fertigen, ausrichten, testen, verifizieren und liefern, Instrumente, die das 1,06‑Mikrometer‑kohärente Laserlicht senden und empfangen.

Der vollskalige Prototyp des Engineering Development Unit Telescope, von L3Harris in Rochester hergestellt und zusammengebaut, kam im Mai 2024 bei Goddard an und wurde dort am 20. Mai 2024 innerhalb eines Reinraums bewegt. L3Harris erklärte, der Prototyp unterstütze die Entwicklung von Flughardware bei Goddard, und die NASA gab an, dass die Lieferung 2024 als Engineering Development Unit für das neu vergebenen Teleskop diente.