LISA misyonunun hedefi, her biri yaklaşık 2,5 milyon kilometre mesafede üç uzay aracını üçgen bir yörüngeye yerleştirmek. Bu üç uzay aracı, Dünya’nın Güneş etrafındaki yörüngesini takip edecek. Her bir araç, kardeş uzay araçlarını kızılötesi lazer ışınlarıyla izleyen iki teleskop taşıyacak. Bu ışınlar, mesafeleri bir metrenin trilyonda biri hassasiyetinde ölçebilecek.
Kütleçekim dalgaları, iki kara deliğin çarpışması sırasında oluşuyor. İlk olarak 1916 yılında Albert Einstein tarafından teorik olarak öne sürülen bu dalgalar, yaklaşık bir asır sonra, ABD Ulusal Bilim Vakfı (NSF), Caltech ve MIT’nin ortak çalışması olan Lazer İnterferometre Kütleçekim Dalgası Gözlemevi (LIGO) Bilimsel İşbirliği tarafından tespit edilmişti. Üç uzay aracının karakteristik desenlerinden sapması, bir kütleçekim dalgasının tespit edildiğini gösterecek.
LISA misyonunun 2030’lu yılların ortasında fırlatılması planlanıyor. Kütleçekim dalgalarının tespit edilmesi, kara delikler ve Büyük Patlama gibi diğer yöntemlerle incelenmesi zor olan evren olayları hakkında anlayışımızı büyük ölçüde geliştirebilme potansiyeline sahip.
