Lisa (Laser Interferometer Space Antenna) est la mission large du programme à long terme Cosmic Vision de l’Agence Spatiale Européenne (ESA) pour l’observation des ondes gravitationnelles. Ce sera le premier détecteur d’ondes gravitationnelles spatial.
LISA est un interféromètre à trois bras constitué d’une constellation de trois satellites identiques, positionnés aux sommets d’un triangle équilatéral de 2,5 millions de km de côté reliés deux à deux par des faisceaux laser.
LISA sera en orbite héliocentrique à 20° derrière la Terre, chaque satellite suivant sa propre orbite autour du Soleil. Le plan de la constellation est incliné de 60° par rapport à l’écliptique (voir figure ci-contre). Le triangle conserve quasiment sa forme et tourne autour de son centre avec la fréquence orbitale d'un cycle par an.
Les orbites de chaque satellite sont conçues pour que la constellation reste aussi « rigide » que possible et la variation de longueur des distances inter-satellites est maintenue à une valeur de l’ordre de 1%, au plus. La dynamique du système fait varier les angles de la constellation triangulaire de l’ordre de ± 1 degré et les orbites de la constellation ont un angle constant par rapport au soleil assurant ainsi un environnement thermiquement stable et, de manière plus importante, permettant aux panneaux solaires de capter en permanence la lumière du soleil pour charger les batteries à bord de chaque satellite.
LISA est conçu pour mesurer les variations d’espace-temps dues au passage d’ondes gravitationnelles grâce à la redondance des bras interférométriques. Ces mesures sont faites dans une bande de fréquences inaccessible aux interféromètres terrestres (limités en termes de longueur de bras et par le gradient de gravité terrestre) entre 0,1 mHz and 1 Hz. En termes de performances, le but de LISA est d’atteindre une sensibilité de ΔL/L ~10-21 équivalente à une variation de quelques centaines de pm sur les 2,5x106 km de longueur de bras.
LISA au sein de l'Irfu
Le groupe LISA-Irfu est entré formellement dans le consortium LISA en 2018. Le groupe est constitué de chercheurs et d’ingénieurs de cinq départements : DAp, DEDIP, DIS, DPhN et DPhP.
Ses membres s'investissent dans : l'analyse de données afin de participer aux LISA Data Challenges et le traitement des données par des techniques avancées, l'astrophysique observationnelle multi-messagers à toutes les longueurs d'ondes, l'astrophysique stellaire portant sur les synthèses de populations binaires, la cosmologie, la physique fondamentale relative à la matière noire, aux théories alternatives de gravitation et la physique au-delà du modèle standard, le développement d’instruments de métrologie ultra-stables pour qualifier les OGSE (Optical Ground Support Equipment) pour l’AIVT (Assembly Integration Validation and Tests) des MOSA (Moving Optical Sub Assembly, la charge utile de chaque satellite est composée de deux MOSA), l’interface entre le modèle de performance LISA et la formulation des algorithmes de TDI (Time Delay Interferometry, algorithmes permettant de reconstruire a posteriori des interféromètres type Michelson à partir de données de LISA). L’IRFU est aussi fortement impliqué dans l’organisation et le pilotage du projet au niveau national et international.
• Modélisation, calcul, analyse des données › Méthodes de modélisation et de visualisation Structure et évolution de l'Univers › Phénomènes cosmiques de haute énergie et astroparticules Thèmes de recherche du Service d'astrophysique › Interprétation Thèmes de recherche du Service d'astrophysique › Modélisation-SAp Constituants élémentaires et symétries fondamentales
• Le Département d'Électronique des Détecteurs et d'Informatique pour la Physique (DEDIP) • Le Département d'Astrophysique (DAp) // UMR AIM • Le Département d'Ingénierie des Systèmes (DIS) • Le Département de Physique des Particules (DPhP) • Le Département de Physique Nucléaire (DPhN)
• LISA
