Optimising LISA orbits: The projectile solution
LISA是NASA和ESA的一项联合空间任务，用于探测$10^{-5} - 0.1$ Hz波段的低频引力波。拟议的飞行任务将使用相干激光束，这些激光束将在三个相同的航天器之间交换，形成一个边长为$5 \times 10^6$公里的巨大（几乎）等边三角形。三角形的平面与黄道平面成$\sim 60^{\circ}$角。构成LISA的航天器将在太阳和其他天体的环境引力场中自由漂浮。为了达到必要的灵敏度，航天器编队应保持稳定，其中一个要求是，航天器之间的距离应尽可能保持不变，也就是说，臂的弯曲应最小。在本文中，我们提出了一个解决方案-弹丸解决方案-这限制了弯曲的武器低于5.5米/秒，在三年的任务期。这个解决方案是在太阳和地球的领域中获得的，这主要影响航天器的运动，特别是LISA臂的弯曲。
2008-09-11 gr-qc
Lisa
引力相互作用的极端微弱性导致了只有在大尺度天体物理和宇宙学源中才能产生强度可观的引力波（GW）。基于地球的探测器面临无法克服的问题，即由于地震振动而对频率低于10 Hz的信号敏感。为了看到较低频率的信号，基于空间的检测器是自然的解决方案。LISA（激光干涉仪空间天线）是欧空局和美国航天局的一个联合项目，目的是探测频率范围在10^{-4} Hz和10^{-1} Hz之间的全球引力波，该项目由位于日心轨道上的三个航天器组成，其由全球引力波引起的臂长变化由高精度干涉测量法监测。本文回顾了LISA任务的主要特点和科学目标，以及对其前身技术任务LPF（LISA探路者）的简短描述。
2004-04-17 gr-qc
Relativistic analysis of the LISA long range optical links
欧空局/美国航天局LISA联合飞行任务由三个位于日心轨道上的航天器组成，以三角形编队飞行，每边5百万公里，由红外光束连接。该任务的目的是探测低频带的引力波。为了正确处理科学数据，必须准确地知道航天器之间的传播延迟。因此，我们分析了航天器之间的光的传播，以系统地推导出相对论效应由于静态曲率的史瓦西时空中的航天器是随时间变化的光的距离轨道。特别是，我们的分析允许严格评估的Sagnac效应，和引力（爱因斯坦）红移。
2006-05-05 gr-qc
The Effect of Mission Duration on LISA Science Objectives
LISA任务的科学目标是在4年连续数据流的隐含假设下定义的。基于LISA Pathfinder的性能，现在预计LISA的占空比为$\approx 0.75$，这将使可用数据的有效跨度缩短至3年。本文报告了LISA科学小组的一项研究结果，该小组负责评估延长飞行任务寿命的额外科学回报。我们探索各种观测方案，以评估任务持续时间对任务主要科学目标的影响。我们发现，受任务持续时间影响最大的科学调查涉及在宇宙黎明时寻找种子黑洞，以及通过多波段和多信使观测研究恒星起源的黑洞及其形成通道。我们的结论是，建议延长至6年的任务操作。
2022-01-12 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Radiation Tolerance of Low-Noise Photoreceivers for the LISA Space Mission
本研究通过质子、电子和伽马射线辐照测试InGaAs象限光电二极管，验证其在超出LISA任务预期辐射水平约五倍条件下仍满足验证标准，证明其适用于LISA等空间任务。
2023-10-15 gr-qc physics.ins-det
Science of the LISA mission: A Summary for the European Strategy for Particle Physics
LISA任务是欧空局、其成员国和NASA之间的一项国际合作，用于探测来自太空的引力波。它于2024年1月通过，计划于2030年中期发射。这将是一个由三个相同的航天器组成的星座，在日心轨道上形成一个近等边三角形，在$2.5 \cdot 10^6$公里长的臂上传输激光束。激光干涉测量法用于跟踪测试质量之间的分离，从而测量作为时间函数的时空应变变化。LISA科学目标解决了天体物理学，基础物理学和宇宙学中的许多开放性问题，包括欧空局的宇宙观问题“宇宙的基本定律是什么？”“宇宙是如何起源的，它是由什么构成的？“".在这篇文章中，基于LISA红皮书，我们提出了一个与欧洲粒子物理战略相关的LISA科学目标的摘要。
2025-07-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
What Fraction of Extreme Mass Ratio Inspirals That Merge After the LISA Mission Ends Are Detectable?
Oregon State University（俄勒冈州立大学）；Universities Space Research Association（大学空间研究协会）；NASA Marshall Space Flight Center（美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心）；California Institute of Technology（加州理工学院）；University of Southampton（南安普顿大学）
本研究计算LISA可探测EMRI中任务结束后才坠入黑洞的比例，发现四年任务中约占四分之一，十年任务中约占六分之一，并指出需开发适合此类源的探测算法。
2026-09-30 astro-ph.HE gr-qc
Galactic binary science with the new LISA design
在LISA探路者飞行任务取得巨大成功的基础上，在苏黎世举行的$11^{\rm th}$国际LISA专题讨论会上提出了新的LISA飞行任务设计纲要。修改后的设计要求三个相同的航天器形成一个等边三角形，边长为250万公里，每边有两个激光链路，提供全偏振灵敏度。由于减少干扰系统的Pathfinder性能已得到证实，而且激光计量学的设计经过充分研究，预计新飞行任务的灵敏度将非常接近LISA的原始设计。这意味着0.5 mHz到3 mHz之间的中频性能将受到银河系中致密双星的未分辨信号的限制。在这里，我们使用新的LISA设计来计算银河系混淆噪声，可分辨的星系双星的数量，以及这些系统的关键参数可以测量的精度的更新估计。
2017-10-05 astro-ph.IM gr-qc
Impact of $H_0$ on gravitational wave propagation: prospects for the LISA mission
Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）；Institut de Ciències del Cosmos (ICCUB)（宇宙科学研究所）
研究H_0对引力波传播的影响，通过对LISA臂几何建模，利用稳相近似和数值方法，发现最佳入射角与Z_A H_0有关，能直接测量哈勃参数，估计LISA用此方法可高精度测定H_0，独立于标准引力波源方法。
2026-07-09 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Relativistic versus Newtonian orbit model: the Relativistic Motion Integrator (RMI) software. Illustration with the LISA mission
相对论运动积分器（RMI）是对给定度规（对应于一阶后牛顿或更高阶的引力场）的精确相对论运动方程进行数值积分，而不是牛顿方程加相对论修正。本文的目的是验证该方法，并说明如何RMI可以用于空间任务，以产生相对论星历的测试机构（或卫星）。事实上，现在，相对论效应必须考虑在内，并比较一个RMI模型与经典开普勒之一，有助于量化这些影响。LISA是使用RMI的一个相关示例。LISA航天器的精确轨道模型不仅需要用于卫星星历，而且还需要用于计算航天器之间的激光链路中的光子飞行时间，这是LISA数据预处理所需的，以达到引力波探测水平。LISA轨道模型中的相对论效应需要考虑和量化。利用RMI方法，我们证明了在一个不旋转的球形太阳的引力场中，LISA轨道的经典数值模型相对于同一模型的相对论数值模型，在一年内径向距离可能误差高达10公里，一年后沿轨道距离可能误差高达60公里。从而影响估计的光子飞行时间。我们验证了RMI数值结果与1PN解析发展。
2009-08-06 astro-ph gr-qc
Bayesian parameter estimation in the second LISA Pathfinder Mock Data Challenge
LISA探路者任务的一个主要科学成果是提供一个可以扩展到未来引力波观测站LISA的噪声模型。因此，任务的成功取决于对仪器的深入了解，特别是正确确定基本噪声模型参数的能力。在这项工作中，我们估计的LISA技术包（LTP）仪器的简化模型的参数。我们通过一个闭环模型来描述LTP，该模型用于生成数据，包括注入的信号和噪声。然后，参数估计使用贝叶斯框架，它表明，这种方法达到了最佳的可达到的误差，Cramer-Rao界。我们还解决了任务的一个重要问题：如何有效地结合不同实验的结果，以获得一组独特的参数描述的仪器。
2010-08-31 gr-qc physics.data-an
Revisiting time delay interferometry for unequal-arm LISA and TAIJI
本文利用数值轨道研究不等臂 LISA/TAIJI 的第一代时间延迟干涉测量灵敏度，发现 T 通道在低频段偏离等臂情形且残余激光噪声不满足任务要求。
2022-08-02 gr-qc
Trajectory Design for the ESA LISA Mission
本文针对 ESA LISA 任务，联合优化了太阳能电推进转移轨道与三角形编队科学轨道，实现 2034 年全年发射，并通过导航分析与修正机动将入轨误差控制在角点变化 $60^\circ \pm 1.1^\circ$ 以内。
2021-01-08 gr-qc
The Laser Interferometer Space Antenna mission in Greece White Paper
本文总结了希腊LISA研讨会的成果，介绍希腊研究人员加入LISA联盟的进展，并提出希腊引力波界参与未来LISA任务的路线图。
2023-09-21 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Space-borne Gravitational Wave Observatories
本文介绍了星载引力波观测站的进展及其可预见的科学潜力。特别是，该文件描述了名为eLISA的LISA类任务的状况，这是欧空局为其大型任务L3采用的引力宇宙主题的参考任务，以及定于2015年发射的其前身LISA探路者的状况。
2014-04-11 astro-ph.IM gr-qc
NanoNewton electrostatic force actuators for femtoNewton-sensitive measurements: system performance test in the LISA Pathfinder mission
本文介绍了LISA引力波天文台基于音频电压载波信号的TM静电力执行系统设计，及其在LISA Pathfinder任务中的在轨性能测试，证明该系统满足LISA观测要求，执行力噪声为相关但非主导噪声源。
2023-12-30 astro-ph.IM gr-qc
Numerical simulation of time delay interferometry for a LISA-like mission with the simplification of having only one interferometer
为了获得LISA所需的灵敏度，必须将激光频率噪声抑制在次级噪声（诸如光路噪声、加速度噪声等）以下。课量子重力，27，135013，2010），我们已经发现了一个大家庭的第二代解析解的时间延迟干涉测量与一个臂功能失调，我们还估计了激光噪声，由于剩余的时间延迟半解析地从轨道摄动，由于地球。由于其他行星和太阳系天体也会对LISA航天器的轨道产生扰动，从而影响时延干涉测量（TDI），本文对代数为n \leq 3的所有解的时延进行了数值模拟。利用CGC2.7星历框架，计算出了一组自2021年1月1日起为期3年的LISA卫星优化任务轨道。然后，我们使用这个数值解计算的剩余光程差在我们以前的文件的第二代解决方案，并与半解析误差估计进行比较。该计算的精度优于1 cm（或30 ps）。对于计算的所有配置，最大路径长度差低于1 m（3 ns）。这远低于要求抑制激光频率噪声的极限。本文的数值模拟可以应用于其他星载干涉仪的引力波探测，简化为只有一台干涉仪。
2012-09-20 astro-ph.CO gr-qc
Maximum Likelihood Detection of Instrumental Glitches in LISA TDI Data
针对LISA任务中仪器毛刺可能污染时间延迟干涉数据的问题，提出一种基于最大似然估计的优化技术，可检测并去除波形已知的毛刺。
2025-01-14 astro-ph.IM gr-qc
Identifying and Addressing Nonstationary LISA Noise
我们预计激光干涉仪空间天线（LISA）的噪声将在整个任务期间表现出非平稳性，这是由于天线重定向、航天器运动的循环平稳性以及LISA Pathfinder所强调的故障等因素造成的。在本文中，我们使用替代数据的方法来测试的平稳性的时间序列，不依赖于高斯假设。主要目标是在未来的LISA任务中识别噪声非平稳性。这对于确定LISA噪声功率谱密度（PSD）需要多久更新一次以进行参数估计例程是必要的。我们进行了全面的模拟研究，说明了各种版本的假设检验的功率/大小，然后将这些方法应用于LISA Pathfinder的差分加速度测量。我们还开发了一个数据分析策略，用于解决LISA PSD中的非平稳性，在那里我们随着时间的推移更新噪声PSD，同时进行参数估计，重点放在计划的数据差距。
2020-09-18 astro-ph.IM gr-qc
Enhanced Frequency noise suppression for LISA by combining cavity and arm locking control systems
本文提出了一种新的方法，激光干涉仪空间天线（LISA）的任务中的激光频率稳定的激光器锁定到两个稳定的长度参考-干涉仪的臂和板载光学腔。这两个参考是使用精心设计的控制系统进行数字融合的，试图对基线LISA任务硬件进行最小或不进行更改。干涉仪臂提供了LISA科学波段（0.1 mHz - 1 Hz）中最稳定的参考，而腔传感器的宽带和线性读数可在LISA波段以下和以上实现额外的控制系统增益。这种双传感器的方法的主要技术问题是不理想的慢激光频率牵引耦合到控制系统的多普勒频移的光，由于相对航天器运动沿LISA arm. This不完善的知识本文概述了要求的多普勒频移知识，以保持谐振腔以及激活时，融合的控制系统。提出了两种多普勒频移估计方法，使用已经在船上的测量，航天器间干涉仪链路（主要的科学测量），和绝对航天器间激光测距系统。这两种方法在几千秒的测量积分后都达到了所需的精度。本文演示了一种方法来初始化和从事拟议的激光稳定系统，从自由运行的激光器和双传感器频率控制系统结束。结果表明，该技术将LISA科学波段中的残余激光频率噪声降低了3个数量级以上，可能允许放宽对时间延迟干涉测量（TDI）的要求-可能达到第一代TDI可能足够的程度。
2022-03-01 gr-qc
Measuring the LISA test mass magnetic proprieties with a torsion pendulum
实现低频LISA灵敏度要求作为干涉仪端镜的测试质量以前所未有的小偏差自由下落。源于测试质量与环境磁场相互作用的磁干扰会显着降低LISA性能，并且可以通过测试质量剩余偶极矩$\vec{m}_r$和磁化率$χ$进行参数化。虽然LISA试飞前体LTP将在飞行任务的初步阶段研究这些影响，但对试验质量磁清洁度的非常严格的要求使得对其磁特性的地面表征至关重要。我们提出了一种扭摆技术，以准确地测量地面上的LISA/LTP测试质量的磁性能。
2005-05-02 gr-qc
GPU-accelerated massive black hole binary parameter estimation with LISA
激光干涉仪空间天线（LISA）计划于21世纪30年代初发射。该飞行任务的主要目标是大质量黑洞双星，其预期探测率为$\sim20$/年$^{-1}$。我们提出了一个参数估计分析的各种大质量黑洞双星。该分析使用图形处理单元（GPU）实现来执行，该GPU实现包括具有高阶谐波模式和对齐自旋的现象波形;快速频域LISA检测器响应函数;以及GPU原生似然计算。GPU实现的计算性能比类似的CPU实现高500倍，这使我们能够在一个易于处理和有效的时间内分析LISA任务的真实傅立叶箱宽度处的全噪声注入。通过这些快速似然计算，我们研究了通过测试注入中的不同自旋配置将对齐自旋添加到具有高阶模式的分析中的效果，以及采样期间变化和固定自旋的效果。在这些测试中，我们研究了三个不同的二进制不同的质量比，红移，天空的位置，探测器框架总质量范围超过三个数量级。我们讨论了总质量和质量比之间的各种相关性;较大质量双星的独特自旋后验;以及在采样期间固定自旋时对参数的约束，使我们能够与以前的分析进行比较，这些分析不包括对齐的自旋。
2020-07-13 gr-qc
Calibrating spectral estimation for the LISA Technology Package with multichannel synthetic noise generation
在LISA探路者飞行任务上进行的LISA技术包实验的科学目标要求在飞行任务发射之前对数据分析工具进行准确的校准和验证。只有对综合生成的数据进行密集的活动，才能达到任务结果所需的置信水平。一个灵活的程序，允许互相关的平稳噪声时间序列的生成。一旦提供了多通道互谱矩阵的模型，就可以生成具有期望的互相关行为的多通道时间序列。该过程的核心是通过对模型互谱矩阵进行频率特征分解和Z域拟合来合成噪声着色多通道滤波器。通过适当初始化滤波器递归方程，解决了噪声时间序列中常见的初始瞬变问题。噪声发生器的性能进行了测试，在一个二维的情况下研究的LTP动态沿两个主要通道的传感干涉仪。
2010-07-15 gr-qc physics.data-an
Data Analysis Methods for Testing Alternative Theories of Gravity with LISA Pathfinder
本文提出了一种适用于LISA探路者（LPF）潜在鞍点飞越任务扩展的数据分析方法。在其灵敏度的峰值时，LPF将以$1\,\text{mHz}$附近的频率以几个$\text{fm/s}^2/\sqrt{\text{Hz}}$的精度对我们太阳系中的引力场进行采样。这样一个精确的加速度计将使我们能够测试替代理论的重力预测偏离牛顿动力学在非相对论性的限制。作为一个例子，我们考虑的情况下，张量矢量标量理论的重力和计算，在非相对论性的限制，该理论，异常潮汐应力产生的LPF的信号。我们研究了这些信号的参数空间，并将其分为两个子组，一个与任务参数相关，另一个与引力模型确定的理论参数相关。我们研究了任务参数如何影响信号的可探测性，得出结论，这些参数可以确定足够的精度从航天器的导航和固定在我们的分析。此外，我们应用贝叶斯参数估计，并确定重力理论参数可以推断的准确性。我们评估的参数空间的一部分，可以消除在没有信号检测的情况下，估计作为参数空间位置的函数的信号的可检测性。我们还进行了第一次调查的非高斯“噪声毛刺”，可能会发生在数据中。我们开发的分析是通用的，可以应用到任何重力理论预测的异常潮汐应力引起的信号。
2014-08-21 gr-qc
Advanced drag-free concepts for future space-based interferometers: acceleration noise performance
未来用于空间引力物理学实验的无阻力任务需要具有极其苛刻的传感和干扰减少要求的引力参考传感器。具有两个立方体传感器的配置是激光干涉仪空间天线（LISA）的当前基线，并且已经达到高度成熟。尽管如此，已经提出了几个有前途的概念，其潜在应用超出了LISA，目前正在斯坦福大学的HEPL和德国的EADS Astrium进行研究。一般的动机是利用实现改进的干扰减少的可能性，并最终了解如何低加速度噪声可以推动未来的任务与现实的设计。在本文中，我们讨论了干扰减少要求LISA和超越，描述了四种不同的有效载荷的概念，比较预期的应变灵敏度在“低频”区域的频谱，占主导地位的加速度噪声，并最终讨论的优点和缺点，这些概念中的每一个在实现干扰减少的天基探测器超越LISA。
2009-10-05 gr-qc
Parameter estimation in LISA Pathfinder operational exercises
LISA探路者数据分析团队在过去几年中一直在开发在飞行操作期间运行任务所需的基础设施和方法。这些数据被收集在LTPDA工具箱中，LTPDA工具箱是一个面向对象的MATLAB工具箱，允许对任务进行所有数据分析，同时存储对数据进行的所有操作的历史，从而便于分析的可追溯性和再现性。工具箱中的参数估计方法最近已被应用于OSE（离线模拟环境）生成的数据集，OSE是一个详细的LISA探路者非线性模拟器，将在飞行任务操作期间作为参考模拟器。这些操作演习的目的是在软件和时间限制方面在现实环境中测试在轨实验。这些模拟，即所谓的操作练习，是将这些实验转化为航天器远程命令序列之前的最后一个验证步骤，因此产生非常相关的数据集来测试我们的数据分析方法。在这方面的贡献，我们报告的结果与三种不同的参数估计方法在这些业务演习之一。
2012-01-04 astro-ph.IM gr-qc
Design of the magnetic diagnostics unit onboard LISA Pathfinder
LISA（Laser Interferometer Space Antenna）是欧空局和美国宇航局（NASA）的一项联合任务，旨在成为第一个星载引力波观测站。由于LISA将面临的高度复杂性和技术挑战，欧空局决定发射一个技术演示器，LISA探路者。LISA Pathfinder的有效载荷是所谓的LISA技术包，将是迄今为止飞行的最高灵敏度的测地探测器。LISA技术包设计用于测量标称自由降落（测地线运动）中两个试验质量之间的相对加速度。影响有效载荷的磁、热和辐射干扰由诊断子系统监测和处理。诊断子系统由几个模块组成，其中之一是磁诊断单元。其主要功能是评估由于磁效应引起的试验质量之间的差分加速度噪声。为此，它必须确定测试质量的磁特性，即它们的剩磁和磁化率。在本文中，我们将展示如何实现所需的精度。
2012-02-13 gr-qc
Effects of Interplanetary Dust on the LISA drag-free Constellation
分析太阳系中静态或随时间变化的引力场的非辐射源对于准确估计LISA空间飞行任务的自由落体轨道至关重要。特别是，我们考虑到星际尘埃（ID）对航天器轨道的引力效应。计算了与观测到的黄道光相符合的某些一维密度分布的扰动引力场。然后，我们积分高斯行星方程，得到偏离LISA开普勒轨道围绕太阳。这种分析最终可以扩展到局部暗物质（LDM），因为预计ID和LDM分布的引力场相似。在对低频位移噪声的一些强假设下，整个LISA任务期间收集的多普勒数据可以提供ID和LDM密度的上限。
2010-02-02 astro-ph.IM gr-qc
Coherent observations of gravitational radiation with LISA and gLISA
地球同步激光干涉仪空间天线（gLISA）是一项天基引力波（GW）任务，过去五年来，斯坦福大学喷气推进实验室、国家空间研究所（I.N.P.E.，巴西）和航天系统劳拉。如果与LISA任务同时飞行，这两个阵列将提供联合灵敏度，从而在mHz波段的相应部分中实现两个任务的最佳性能。这种同时操作将产生一个最佳组合的灵敏度曲线，从几兆赫到1赫兹都是“白色”的，使这两个天线能够以高信噪比（SNR）探测质量在太阳质量（1000万到1亿）范围内的合并黑洞双星（BHB）。它们联合跟踪的能力，增强信噪比，类似于2015年9月14日高级激光干涉仪引力波天文台（aLIGO）观测到的信号（GW 150914事件），将导致更多可观测的小质量双星黑洞和提高这些来源的参数精度。LISA、gLISA和aLIGO一起将以良好的灵敏度覆盖从十分之一mHz到kHz频带的频带。
2016-08-16 astro-ph.IM gr-qc
Time-delay interferometry and the relativistic treatment of LISA optical links
LISA是欧空局和美国航天局的一项联合空间飞行任务，用于探测$10^{-5} - 1$ Hz波段的低频引力辐射。为了达到必要的灵敏度LISA，激光频率噪声必须被抑制低于其他二次噪声，如光路噪声，加速度噪声等，这是实现的，因为在数据中的冗余，更具体地说，通过组合六个适当的时间延迟的数据流包含分数多普勒频移-时间延迟干涉（TDI）。航天器的轨道是在牛顿框架中的太阳和地球的引力场中计算的，而光链路完全是广义相对论性地处理的，因此，自动地结合了诸如Sagnac、Shapiro延迟等效应。我们表明，在LISA的模型，我们认为在这里，有固有的物理，这可能是用来有效地抑制残余激光频率噪声和简化的代数方法TDI的对称性。
2008-08-20 gr-qc
Time Delay Interferometry for LISA with one arm dysfunctional
为了达到必要的灵敏度LISA -欧空局和美国宇航局的联合空间任务-激光频率噪声必须被抑制低于二次噪声，如光路噪声，加速度噪声等，通过结合六个适当的时间延迟的数据流包含分数多普勒频移-一种技术称为时间延迟干涉（TDI）-激光频率噪声可能会得到充分抑制。我们认为一般模型的LISA的臂长随时间而变化，使第二代TDI是相关的。然而，我们必须设想这样的可能性，即不是LISA的所有光链路都将在所有时间操作，因此，我们在这里考虑仅用两个臂操作的LISA的情况。如文献中所示，获得TDI的一般问题的甚至近似解是非常困难的。由于这里只有四个光链路是相关的，代数问题大大简化。然后，我们能够展示大量的解决方案（从数学的角度来看，无限多），并进一步提出了一个算法来生成这些解决方案。
2010-01-27 gr-qc
Fundamental Performance Determining Factors of the Ultrahigh-Precision Space-Borne Optical Metrology System for the LISA Pathfinder mission
LISA探路者太空任务的核心是采用光学计量系统（OMS），在[1 mHz，30 mHz]的测量波段内分别测量两个自由浮动的测试质量之间的距离和姿态，精度分别达到皮米和纳米棒。OMS基于一个超稳定的光学平台，该平台具有4个外差干涉仪，从中读出干涉信号并由数字相位计处理。激光频率噪声、功率波动和光程长度变化通过专用控制回路被抑制到非临界水平，使得测量性能接近相位计施加的传感器极限。系统设计使得影响所有四个干涉仪的读出相位的低频共模噪声通常通过从其它干涉仪信号中减去参考相位而被很好地抑制。然而，高频噪声直接影响测量性能，其共模抑制强烈依赖于相对信号相位。我们讨论了如何从最近的测试活动的数据指向高频相位噪声作为一个可能的性能限制因素，解释了一些重要的性能特征。
2013-07-30 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Thermal gradient-induced forces on geodetic reference masses for LISA
空间引力波观测站的低频灵敏度将主要取决于轨道试验质量轨道的大地测量纯度。围绕自由下落试验质量的外壳的温差波动可通过几个过程产生噪声力，包括辐射效应、辐射压力和放气。我们在这里提出了一个详细的实验调查的LISA引力波任务和LISA探路者的热梯度诱导力，采用高分辨率扭摆测量的扭矩上的LISA样的测试质量悬浮在一个原型的LISA引力参考传感器，将围绕在轨道上的测试质量。测量活动，伴随着辐射和辐射压力效应的数值模拟，允许在特定的几何形状和环境相关的LISA自由落体的热梯度力的更准确和有代表性的表征。测量扭矩的压力依赖性允许明确识别的辐射效应，在定量协议与模型开发。在零气体压力的限制下，测量最有可能由除气主导，但处于不威胁LISA灵敏度目标的低水平。
2007-06-29 gr-qc
LISA and the LISA Science Team
Dipartimento di Fisica, Università di Trento and Trento Institute for Fundamental Physics and Application / INFN（特伦托大学物理系、特伦托基础物理与应用研究所/意大利国家核物理研究所）
本文概述了LISA任务（激光干涉空间天线）的科学目标、相关波形以及LISA科学团队截至2026年4月的工作进展。
2026-05-25 astro-ph.GA astro-ph.IM gr-qc
Fundamentals of the LISA Stable Flight Formation
NASA-ESA联合任务LISA关键依赖于三个航天器星座的稳定性。每个航天器都在日心轨道上形成一个稳定的三角形。这种编队飞行的原理在很久以前就已经制定出来，并进行了分析，但很少提出，即使是LISA的科学家。然而，我们需要这些细节，以进行理论研究的光链路，模拟器等，在这篇文章中，我们简要介绍，一个模型的LISA星座，我们相信这将是有用的LISA社区。
2004-10-19 astro-ph gr-qc
Strong lensing of gravitational waves as seen by LISA
我们讨论了强引力透镜的引力波合并的大质量黑洞双星的背景下，LISA任务。对多重事件的探测将为引力、结构的演化和形成等相互竞争的理论提供宝贵的信息，并通过补充观测，为H_0和其他宇宙学参数的限制提供宝贵的信息。大部分透镜的光学深度是由大质量的星系晕提供的，对于这些星系晕来说，波动光学的影响可以忽略不计。对于广泛的地层历史，观察到多个事件的概率是相当大的。对于最乐观的模型，在5年的飞行任务中，预期最多有4个信噪比>= 8的多重事件。甚至对于具有轻（<= 60%）或重（<= 40%）种子的保守模型，机会也是显著的。由于透镜放大，一些本质上太微弱的信号超过阈值（<=每年2个）。
2010-11-23 astro-ph.CO gr-qc
Continuous gravitational wave from magnetized white dwarfs and neutron stars: possible missions for LISA, DECIGO, BBO, ET detectors
最近，LIGO和VIRGO在9个黑洞合并事件和1个中子星合并事件中探测到了引力波，这为天体物理学研究提供了新的视角。另一方面，在过去的十年中，一些超克拉塞卡白矮星的候选者已经通过一些奇特的Ia型超新星的光变曲线的峰值光度被推断出来，尽管到目前为止还没有直接探测到这些物体。同样，也观测到了一些质量为$>2M_\odot$的中子星。连续引力波可以作为直接探测这些致密天体的替代方法之一。磁场是形成超白矮星和大质量中子星的重要物理机制之一。如果这些紧凑的物体以一定的角频率旋转，那么它们可以有效地发射引力辐射，只要它们的磁场和旋转轴不对齐，这些引力波可以被一些即将到来的探测器探测到，例如LISA，BBO，DECIGO，爱因斯坦望远镜等。
2020-01-07 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Dictionary learning: a novel approach to detecting binary black holes in the presence of Galactic noise with LISA
银河系中数百万颗白矮星双星产生的噪音可能会对天基LISA任务的主要目标之一构成威胁：探测大规模黑洞双星合并。我们提出了一种新的研究合并波形的重建中存在的银河混淆噪声使用字典学习。我们讨论了从总质量从$10^2 M_{\odot}$到$10^4 M_{\odot}$的双星中解开信号的局限性。事实证明，我们的方法对于总质量大于$\sim 3\times 10^3$ $ M_{\odot}$的双星非常成功，在保守的情况下红移高达3，在乐观的情况下红移高达7.5。此外，如果信噪比约为5或更大，则发现合并事件的一贯良好的波形重建。
2022-10-14 gr-qc
Quantum Computing Tools for Fast Detection of Gravitational Waves in the Context of LISA Space Mission
Institute of Space Science – INFLPR Subsidiary（空间科学研究所-INFLPR分部）；Doctoral School of Physics, Faculty of Physics, University of Bucharest（布加勒斯特大学物理学院物理博士学院）
本研究开发基于量子神经网络的低延迟引力波探测管道，在LISA数据挑战中实现超过98%的分类准确率，识别出6个合并事件中的5个，并指出提升模型灵敏度以探测低振幅信号的未来方向。
2025-10-16 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
The LTP Experiment on LISA Pathfinder: Operational Definition of TT Gauge in Space
欧洲航天局（欧空局）和美国国家航空航天局（美国航天局）正在计划激光干涉仪空间天线（LISA）任务，以探测GW。在类似于LISA的空间环境中，需要对自由落体进行准确的测试并了解噪声，这被认为是该项目的一个强制性的前期阶段。因此，欧空局设计了LISA探路者飞行任务，以飞行LISA技术包，目的是通过测量两个测试体之间的剩余加速度来测试自由落体，我们称之为“无阻力”的动态方案。作为频率函数的剩余加速度的频谱图将传达关于局部噪声水平的信息，从而产生LISA本身的环境工作条件的图像。本论文包含了大量关于静态重力补偿问题、参考正交化理论的发展以及LTP实验中的串扰问题的材料。本文从广义相对论和微分几何的观点出发，对激光探测过程进行了构造，并指出了作者和同事在其他几篇论文中所作选择的物理动机。从这个角度来看，本文的目的是作为一个总结工具的LTP合作。在论文的第二部分中，我们总结了我们的贡献，测量G板载LTP和审查的任务可能体现的基础物理可能的测试。论文的大部分内容现在是LTP操作总体计划的一部分，描述了LISA探路者上的真实科学和操作。本论文于2006年9月26日在意大利科莫大学答辩。
2011-10-13 gr-qc physics.data-an physics.ins-det
Neural posterior estimation of Galactic Binary signals for the LISA mission
Centre National d’Etudes Spatiales – Centre spatial de Toulouse（法国国家空间研究中心 - 图卢兹航天中心）；Univ Toulouse, ISAE-SUPAERO, ISAE-RECHERCHE（图卢兹大学，ISAE-SUPAERO，ISAE研究部）；Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS Artemis（蔚蓝海岸大学，蔚蓝海岸天文台，CNRS Artemis）；Univ Toulouse, CNRS, L2IT（图卢兹大学，CNRS，L2IT）；Univ Toulouse, Toulouse INP, UT1, UTC, CNRS, IRIT（图卢兹大学，Toulouse INP，UT1，UTC，CNRS，IRIT）
针对LISA任务中银河系双星信号参数估计的挑战，提出基于条件归一化流的模拟推断方法，无需似然计算即可快速生成后验样本，并扩展到重叠源分析。
2026-06-27 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Gravitational wave background from extreme mass ratio inspirals
极端质量比螺旋（EMRI），即由围绕大质量黑洞运行的紧凑恒星质量物体组成的二元系统，预计将成为即将到来的LISA任务的主要引力波（GW）源之一。导致形成这种系统的天体物理过程仍然知之甚少，导致这些来源的预测宇宙速率存在很大的不确定性，至少有三个数量级。由于LISA可以单独分辨高达$z\gtrsim1$的大多数EMRI，因此低于其检测阈值的信号的集合将不相干地相加，形成未分辨的混淆噪声，其可以被正式描述为随机背景。我们进行了广泛的研究，考虑收集天体物理学动机的EMRI形成的情况下，跨越当前的不确定性，这一背景。我们发现，对于大多数天体物理模型，这个信号很容易检测到的激光干涉仪，与信噪比的几百。在基准EMRI模型中-预测任务操作期间的数百个EMRI检测-背景水平与LISA噪声相当，影响仪器的性能约3 mHz。在极端情况下，这种背景甚至可以“擦除”2-10 mHz频率范围内的整个LISA灵敏度桶。这表明需要更好地了解EMRI的天体物理学，以便全面评估LISA任务的潜力。
2020-11-12 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Impacts of Gravitational-Wave Background from Supermassive Black Hole Binaries on the Detection of Compact Binaries by LISA
本文研究超大质量黑洞双星产生的随机引力波背景对 LISA 探测大质量黑洞双星、已认证星系双星和极端质量比旋近的影响，指出必须消除该背景噪声以确保任务成功。
2023-09-25 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Precessing supermassive black hole binaries and dark energy measurements with LISA
自旋引起的来自超大质量黑洞双星的引力波信号的岁差调制可以改善基于空间的引力波任务（如激光干涉仪空间天线（LISA））到源的光度距离的估计。我们研究了这如何影响LISA进行宇宙学研究的能力，特别是测量暗能量状态方程（EOS）参数$w$的能力。使用$Λ$ CDM宇宙学模型，我们表明，通过LISA的进动双星的观测，结合红移测量，可以提高$w$的测定到一个数量级的非进动的情况下，取决于质量，质量比和红移。
2009-09-15 astro-ph.CO gr-qc
The peculiar acceleration of stellar-origin black hole binaries: measurement and biases with LISA
研究了激光干涉空间天线（LISA）测量发射引力波的星源黑洞双星质心加速度的能力。我们的分析是基于这样一种想法，即质心的加速度引起了引力波红移的时间变化，这反过来又修改了它的波形。我们证实，虽然宇宙学加速度太小，留下可检测的印记，可观察到的引力波形LISA，较大的奇特加速度可能是可测量的足够长的寿命源。我们专注于恒星质量的黑洞双星，这将是可检测的低频率的LISA和近合并的地面探测器。例如，如果这些源形成于有核星团或活动星系核的吸积盘中，它们可能会有很大的奇特加速度。如果是这样的话，我们发现，在一个天体物理人口校准到LIGO-Virgo观测到的合并率，LISA将能够测量一个小的，但重要的一部分事件的特殊加速度，如果任务寿命延长超过标称持续时间4年。在这种情况下，LISA将能够评估黑洞双星是否在靠近星系中心的地方形成，特别是在活动星系核盘中，从而有助于区分不同的形成机制。虽然对于标称的4年LISA任务，无法测量特殊的加速度效应，但事件的一致部分可能被强烈的特殊加速度所偏置，如果存在，则可能在某些波形参数上留下大的系统误差。特别是，估计的光度距离可能会有很大的偏差，从而导致大的系统误差LISA测量的哈勃常数与恒星质量的黑洞二进制。
2020-01-14 astro-ph.IM gr-qc
Detectability to extreme mass ratio inspirals with alternative space-based detector networks
Ningbo University（宁波大学）
研究LISA、天琴和两种太极轨道构型组成的探测器网络对EMRI的探测能力，发现联合观测可将源定位不确定性降低两个数量级，且三探测器网络一个月观测的参数约束可与LISA单独一年观测相当。
2026-06-08 astro-ph.IM gr-qc
A Geostationary Gravitational Wave Interferometer (GEOGRAWI)
我们提出了一个地球静止引力波干涉仪（GEOGRAWI）的任务概念，使在亚赫兹波段的观测。预计GEOGRAWI将在其可访问频带的较低部分（$10^{-4} - 2 \times 10^{-2}$ Hz）满足LISA的一些科学目标，并在较高部分（$2 \times 10^{-2} - 10$ Hz）大幅超越它们。由于其地球轨道，GEOGRAWI比行星际LISA任务便宜得多，可以完全由美国执行任务，也可以由美国宇航局与巴西航天局合作管理和运营。
2011-11-10 astro-ph.IM gr-qc
LISA Gravitational Wave Sources in A Time-Varying Galactic Stochastic Background
激光干涉仪空间天线（LISA）数据分析的一个独特挑战是，仪器噪声和天体物理源的噪声背景将在一年内和整个任务期间发生重大变化。噪声水平的变化将在时间尺度上与大多数信号在检测器的敏感带中花费的时间相当或更短。银河系随机GW背景的振幅的变化，从银河双星的天线图案相对于银河系中心旋转是一个特别重要的组成部分的噪声变化。因此，LISA对不同来源类别的敏感度将随着天空位置和时间的变化而变化。这种变化将影响整体信噪比和EM观察员搜索多信使对应物的警报效率。
2022-06-29 astro-ph.IM gr-qc
Arm locking performance with the new LISA design
激光干涉仪空间天线（LISA）是未来的天基引力波（GW）探测器，设计用于对低频范围（0.1 mHz至1 Hz）的辐射源敏感。LISA的干涉仪信号将由激光频率噪声主导，必须使用称为时间延迟干涉测量（TDI）的算法将其抑制约7个数量级。已经提出了臂锁定以将激光频率噪声降低几个数量级，从而降低与TDI相关的潜在风险。在本文中，我们提出了一个更新的性能模型臂锁定新的LISA任务使用2.5 Gm的臂长，目前假设的时钟噪声，航天器运动，和散粒噪声。我们还更新多普勒频率拉估计锁定捕获期间。
2021-12-01 astro-ph.IM gr-qc physics.optics
Closed loop simulations of the thermal experiments in LISA Pathfinder
在LISA Pathfinder（LPF）上进行的热实验将提供仪器与温度变化相关性的基本信息。必须对这些热实验进行建模和模拟，以便为飞行任务操作目的进行验证，并开发一种能够消除温度噪声对仪器性能影响的数据分析工具。在这里，我们将介绍开发的模型和模拟信号的一些实验以及相应的干涉仪读数，后者是通过结合热模型与全球LTP（LISA技术包）的LTP数据分析团队的模拟器计算。
2013-12-11 astro-ph.IM gr-qc
TDI noises transfer functions for LISA
针对 LISA 任务，开发了光束、测量和 TDI 模型以推导 TDI 噪声传递函数，用于地面处理去除噪声，并为性能模型、数据分析算法和仪器设计提供真实的噪声曲线。
2024-09-27 astro-ph.IM gr-qc
State-space modelling for heater induced thermal effects on LISA Pathfinder's Test Masses
LPF（LISA探路者）任务的OSE（离线模拟环境）模拟器旨在模拟飞行中进行的各种实验。其中，热诊断实验旨在将热干扰和干涉仪读数相关联，从而允许从干涉仪通道中减去热诱导干扰。在本文中，我们报告这些模拟实验的建模，包括参数化的不同的热效应（辐射压力效应，辐射计效应），将出现在惯性传感器环境的LTP（LISA技术包）。我们还报告了如何在LTPDA工具箱中实施这些实验，该工具箱是LPF数据分析的专用工具，由于完整记录了过程，因此可以实现分析的完全可追溯性和再现性。
2012-07-30 astro-ph.IM gr-qc
Analysis of the residual force noise for the LISA Technology Package
干扰试验质量测地线运动的噪声源分析是LISA探路者空间飞行任务机载LISA技术包实验的主要科学目标。力噪声作用于TM的信息，获得与涉及系统参数的数据处理程序。这些参数可以从专门的实验运行中估计。因此，力噪声的最终估计受到两个不确定性来源的影响。一个是统计的，与噪声信号的随机性有关。另一种是与系统参数的不确定性有关。模拟LTP数据的分析表明，力噪声功率谱密度不确定性的主要贡献来自于谱估计器的统计特性。
2011-11-21 gr-qc physics.data-an
Cataclysmic variables are a key population of gravitational wave sources for LISA
本文评估了银河系激变变星对 LISA 的引力波贡献，发现至少三个已知系统可被单独分辨，其群体背景会限制灵敏度，并可通过最小轨道周期处的过量噪声尖峰测量 CV 空间密度和周期反弹位置。
2023-07-05 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
