Les ondes gravitationnelles sont des ondulations du tissu de l'espace, comme les cercles à la surface de l'eau après qu'on y a jeté une pierre. Sur Terre, le trafic, les marées et les tremblements de terre les noient, un peu comme une tempête qui agite un lac et empêche de remarquer de faibles remous. Le projet LILA installe le détecteur sur la Lune, où règne un calme absolu. Là-bas, même l'onde la plus ténue issue de la fusion de trous noirs se manifestera clairement.
L'instrument vise les trous noirs de masse intermédiaire, des objets allant de quelques centaines à quelques millions de masses solaires, que les scientifiques n'ont jamais observés directement. Leurs collisions raconteront comment les galaxies ont grandi après le Big Bang. LILA percevra le grondement d'une fusion imminente des mois avant le dénouement et enverra un signal aux télescopes du monde entier. Pour la première fois, la naissance d'un trou noir supermassif sera observée dans ses moindres détails : des frémissements de l'espace aux éruptions de lumière et aux pluies de particules.
La poussière lunaire est aussi coupante que du verre et raye les miroirs. Les ingénieurs ont donc imaginé des boucliers électrostatiques de protection et même de mini-robots nettoyeurs.
Les auteurs de science-fiction, comme Arthur C. Clarke, ont depuis longtemps envoyé des observatoires sur la Lune. LILA réalise ce rêve, mais au lieu de capter la lumière, il capte les frémissements de l'espace lui-même.