Los dos cubos ya flotan libremente en el interior de LISA Pathfinder
La misión LISA Pathfinder de la ESA liberó ayer sus dos masas de pruebas, y pronto comenzará su compleja misión científica, tratando de mantenerlas en las condiciones de caída libre más precisas jamás logradas para validar las tecnologías necesarias para observar ondas gravitatorias desde el espacio.
LISA Pathfinder fue lanzado el 3 de diciembre de 2015 y alcanzó su órbita de trabajo, a unos 1,5 millones de kilómetros de la Tierra en dirección al Sol, el pasado día 22 de enero.
Mientras continúan las pruebas de los distintos sistemas del satélite y de su preciada carga útil, ayer se alcanzó un hito muy especial: por primera vez, las dos masas de pruebas – unos cubos de 46 milímetros de lado, de una aleación de oro y platino – están flotando libremente en el corazón del satélite, a unos pocos milímetros de las paredes de sus carcasas. Los dos cubos se encuentran a una distancia de 38 centímetros, y sólo los conectan una serie de haces láser.
Durante los ensayos en tierra, el lanzamiento, las maniobras para elevar la órbita de LISA Pathfinder y las seis semanas de crucero hasta su órbita de trabajo, estos cubos estaban anclados por una serie de ‘ganchos’ que sujetaban sus ocho vértices.
El pasado día 3 de febrero se retrajeron los ganchos y se abrió una válvula para liberar al espacio cualquier molécula de gas que pudiera haber quedado atrapada en el interior de las carcasas de los cubos.
No obstante, las masas permanecían sujetas por un par de varillas que presionaban dos caras opuestas de cada cubo.
Las varillas de la primera masa se retrajeron el lunes, y las de la segunda ayer, permitiendo que los cubos floten libremente, sin ningún tipo de contacto físico con el satélite.
“Enviamos estos cubos al espacio para recrear unas condiciones que son imposibles de conseguir bajo la influencia del campo gravitatorio de nuestro planeta”, explica Paul McNamara, científico de este proyecto para la ESA.
“Estas condiciones son las únicas que nos permiten llevar a cabo nuestro estudio en la caída libre más pura que podamos imaginar. Estamos impacientes por empezar a hacer experimentos en este impresionante laboratorio gravitatorio”.
Sin embargo, aún tendrán que esperar otra semana antes de que los cubos se dejen completamente a merced de la gravedad, sin que ninguna otra fuerza actúe sobre ellos. Hasta entonces se aplicarán unas minúsculas fuerzas electrostáticas para mantenerlos separados de sus carcasas mientras el satélite sufre las perturbaciones provocadas por las fuerzas externas, como la presión de la radiación solar.
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El próximo día 23 de febrero LISA Pathfinder entrará en su modo de ciencia, y se comportará justamente a la inversa: los cubos permanecerán en caída libre, y el satélite medirá cualquier desplazamiento de las carcasas hacia ellos y lo corregirá utilizando un avanzado sistema de micro-propulsión, manteniendo en todo momento al satélite centrado sobre las masas.
En estas condiciones los científicos pasarán varios meses realizando experimentos para determinar con qué precisión es posible mantener la posición relativa de las dos masas en caída libre. La distancia entre los cubos se monitorizará a través de los haces láser que los conectan.
La precisión que se tratará de conseguir es del orden de una milmillonésima de milímetro.
“La liberación de las masas fue claramente la operación más crítica desde que comenzó la misión, ya que no habíamos podido probar este procedimiento en tierra debido a las minúsculas fuerzas y movimientos que entran en juego. Estamos eufóricos ante este gran logro”, explica César García Marirrodriga, responsable del proyecto para la ESA.
“Este momento es un tributo a la innovación y a la dedicación del gran equipo que ha hecho posible este espectacular laboratorio espacial”.
Tras completar las últimas verificaciones, LISA Pathfinder comenzará sus operaciones científicas el 1 de marzo, con el fin de validar las tecnologías necesarias para observar ondas gravitatorias desde el espacio.
Las ondas gravitatorias son minúsculas ondulaciones en el tejido espacio-temporal, predichas por Albert Einstein en su teoría general de la relatividad, y observadas por primera vez de forma directa hace poco por el Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferómetro Láser (LIGO) – un anuncio que causó sensación mundial la semana pasada.
Tal y como confirmó este observatorio, es posible detectar desde tierra las ondas gravitatorias de alta frecuencia emitidas por eventos cósmicos como la fusión de un par de remanentes estelares, como las estrellas de neutrones o los agujeros negros. Sin embargo, para poder observar las ondas gravitatorias de baja frecuencia emitidas por otras fuentes, como la fusión de los agujeros negros supermasivos que ocupan el centro de las grandes galaxias, es necesario situar los instrumentos en el espacio.
Desde allí, un futuro observatorio de ondas gravitatorias, que ya ha sido seleccionado como el objetivo de la misión L3 del programa Cosmic Vision de la ESA, medirá las perturbaciones en el tejido espacio-temporal con un grado de precisión inimaginable: tendrá que detectar distorsiones del orden de unas pocas milmillonésimas de milímetro a lo largo de una distancia de un millón de kilómetros.
“La liberación de las masas de LISA Pathfinder es otro gran paso en la astronomía de las ondas gravitatorias en este histórico mes. Los cubos se encuentran, por primera vez, flotando en órbita y ya se está monitorizando su posición”, concluye Stefano Vitale de la Universidad de Trento, Italia, Investigador Principal del Paquete Tecnológico LISA (LTP).
A lo largo de los próximos meses, LISA Pathfinder tratará de lograr las condiciones indispensables para poder observar ondas gravitatorias desde el espacio: mantener estas masas en una caída libre extremadamente precisa, aislándolas de todas las fuerzas externas e internas con una única excepción: la gravedad. ¡Seguiremos informando!
Para más información:
Markus Bauer
ESA Science and Robotic Exploration Communication Officer
Tel: +31 71 565 6799
Mob: +31 61 594 3 954
Email: markus.bauer@esa.int
Paul McNamara
LISA Pathfinder Project Scientist
Scientific Support Office
Directorate of Science
European Space Agency
Phone: +31 71 565 8239
Email: paul.mcnamara@esa.int
César García Marirrodriga
LISA Pathfinder Project Manager
Projects Department
Directorate of Science
European Space Agency
Tel: +31 71 565 5172
Email: cesar.garcia@esa.int
Stefano Vitale
LISA Technology Package Principal Investigator
University of Trento, Italy
Tel: +39 046 128 1568
Email: stefano.vitale@unitn.it
