LISA Pathfinder en el camí al llençament

LISA Pathfinder (LPF), la missió per demostrar les noves tecnologies necessàries per el futur observatori d’ones gravitacionals eLISA, serà enviat al port espacial de Kourou el 3 de Setembre de 2015, en preparació per al llançament. “Hem desenvolupat completament les noves tecnologies per capturar en el futur el so de l’Univers. Ara estem esperant ansiosament el llançament i les primeres dades”, diu el Professor Karsten Danzmann, director de l’Institut Albert Einstein i Professor de la Universitat Leibniz de Hannover (Alemanya). ”La missió LPF obrirà les portes a eLISA, un observatori espacial d’ones gravitacionals que revolucionarà moltes àrees de l’astrofísica, la cosmologia i la física fonamental”, ha esmentat el Dr. Carlos F. Sopuerta (Investigador de l’Institut de Ciències de l’Espai (CSIC-IEEC), de Barcelona).

LISA Pathfinder provarà noves tecnologies a l’espai, la funció i el rendiment de les quals no poden ser provats, en absolut o només de forma limitada, a terra. LPF aplanarà el camí per a l’observatori d’ones gravitacionals eLISA. Altres missions espacials ja s’estan beneficiant d’aquestes noves tecnologies. Un exemple és l’interferòmetre làser que es va utilitzar en la missió d’observació de la terra GRACE Follow-On, amb llançament previst per 2017.

L’Institut de Ciències de l’Espai (CSIC-IEEC), per mitjà del grup de LISA-Astronomia d’Ones Gravitacionals, ha jugat un paper important dins la missió LISA Pathfinder. En col·laboració amb la indústria local, el grup ha dissenyat i construït la Unitat de Gestió de Dades (DMU), l’equip que controla els experiments sobre LISA Pathfinder. El grup també ha contribuït amb el subsistema de diagnòstic, un conjunt de sensors d’alta sensibilitat per al control tèrmic i magnètic i un monitor de radiació de partícules còsmiques ionitzades. Els investigadors principals de la missió són el Prof. Stefano Vitale (Universitat de Trento, Itàlia) i el Prof. Karsten Danzmann (Institut Albert Einstein i Universitat de Hannover, Alemanya).

La càrrega científica útil d’alta sensibilitat es va integrar en el satèl·lit durant les últimes setmanes, seguida de les últimes proves funcionals i d’entorn espacial. També es van instal·lar el mòdul de propulsió i l’adaptador al vehicle de llançament. L’enviament al port espacial de l’ESA a Kourou (Guaiana francesa) és imminent. A partir d’aquí, la missió s’enlairarà a finals de tardor amb un llançador Vega.

Els científics ara s’estan preparant intensament per a les operacions de la missió LPF. Un cop LPF hagi arribat al seu destí, es posaran a prova de forma exhaustiva les tecnologies d’alta precisió a bord durant un període d’uns mesos, per la qual cosa es mantindrà un diàleg constant amb el satèl·lit.

LISA Pathfinder és una missió de l’Agència Espacial Europea (ESA) amb la indústria espacial europea sota la responsabilitat d’integració global d’Airbus DS i les institucions d’investigació de França, Alemanya, Itàlia, Països Baixos, Espanya, Suïssa i Gran Bretanya, amb la participació de la NASA.

El Mòdul científic LISA Pathfinder a la part superior del mòdul de propulsió en la seva configuració de llançament amb l’aïllament tèrmic abans de les proves acústiques en IABG a Ottobrunn, Alemanya. Les proves acústiques a principis de juliol de 2015 van assegurar que la nau pugui suportar les vibracions durant el llançament del coet. © Airbus DS

Informació bàsica

El sistema de mesurament d’alta sensibilitat de LISA Pathfinder

Dues masses de prova idèntiques amb forma de cub que pesen prop de dos quilograms cadascuna estaran surant lliurement en els seus propis contenidors al buit durant la durada de la missió. Estaran gairebé lliures de qualsevol pertorbació interna o externa i per tant, això ens permetrà la demostració de mesuraments precisos de masses en caiguda lliure en l’espai. Per a les masses s’ha fet servir un aliatge especial d’or i platí per eliminar qualsevol influència de les forces magnètiques. Usant radiació ultraviolada, un sistema de descàrrega sense contacte evita l’acumulació de càrrega electrostàtica en les masses de prova. El mecanisme de engabiament i subjecció – responsable de la protecció de les masses de prova de vibracions intenses durant el llançament, el seu alliberament en un entorn molt controlat, i la seva captura si cal – és un repte especial en aquest context. Un interferòmetre làser mesurarà la posició i orientació de les dues masses de prova, relatives a la nau espacial i entre elles mateixes, amb una precisió d’aproximadament 10 picòmetres (una part en cent milions d’un mil·límetre). A més, hi ha sensors inercials capacitius menys precisos que també ajuden a determinar les seves posicions. Les dades de posició s’utilitzen per un sistema de control posicional lliure d’arrossegament (drag-free) per controlar la nau espacial i garantir que sempre roman centrada al voltant d’una de les masses de prova. La posició real del satèl·lit es controla utilitzant propulsors de gas fred, que tenen la capacitat de produir propulsions extremadament fines i uniformes. L’empenta generat està en el rang del microNewton – això equival al pes d’un gra de sorra a la Terra.

Establint les bases d’una nova Astronomia

LISA Pathfinder aplana el camí per a eLISA, un gran observatori espacial per l’observació directa d’un dels fenòmens astronòmics més esquius – les ones gravitacionals. Aquestes minúscules distorsions de l’espai-temps van ser predites per Albert Einstein i la seva observació requereix una tecnologia de mesura extremadament sensible i altament precisa. Observatoris espacials com eLISA mesuraran les ones gravitacionals en el rang del miliHertz. Complementaran a detectors terrestres com GEO600, aLIGO i Vigo, els quals observen a freqüències més altes, en el rang audible. Observatoris d’ones gravitacionals provaran dominis desconeguts – el “costat fosc de l’Univers” – juntament amb altres mètodes astronòmics. Un exemple és la formació, el creixement i la fusió de sistemes binaris de forats negres massius. També serà possible posar més a prova la Teoria de la Relativitat General d’Einstein i la recerca de física fins ara desconeguda.

Per a més informació a la xarxa:
Nota de premsa sobre la integració de la càrrega científica d’alta sensibilitat de LPF en el satèl·lit: http://www.aei.mpg.de/1682999/LPF_Integration
Portal eLISA/LPF: https://www.elisascience.org/
ESA: http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/LISA_Pathfinder_overview
NASA: http://science1.nasa.gov/missions/st-7/
Portal del grup d’Astronomia Gravitatòria – LISA de l’Institut de Ciències de l’Espai (CSIC-IEEC): http://gwart.ice.csic.es

Contacte:
Dr. Carlos F. Sopuerta
Institut de Ciències de l’Espai (CSIC-IEEC)
Campus UAB,
Carrer de Can Magrans s/n
08193 Cerdanyola del Vallès (Barcelona), Spain
Tel: + 34 93 737 9788 (933021)
Email: sopuerta@ieec.cat
http://gwart.ice.csic.es