La missió LISA Pathfinder de l’Agència Espacial Europea (ESA) compta amb una destacada participació espanyola, especialment a través del grup d'Astronomia Gravitacional-LISA de l’Institut de Ciències de l’Espai (IEEC-CSIC), que ha creat l’ordinador a bord, els sistemes de diagnòstic d’altíssima estabilitat i sensibilitat, i el software de control d'ambdós.
LISA Pathfinder té com a objectiu provar les tecnologies necessàries per al futur observatori d’ones gravitacionals, el que permetrà obrir una nova finestra d’investigació de l’Univers. Però per poder detectar aquestes ones cal primer aconseguir controlar masses en caiguda lliure a l’espai, i la complexitat d’aquesta tasca va fer que l’ESA decidís realitzar primer una missió tecnològica, una espècie d’assaig general per comprovar que, efectivament, és viable.
Es tracta d’un desenvolupament tecnològic sense precedents, amb precisions de l’ordre dels picòmetres (la bilionèsima part d’un metre): la força equivalent al pes d’un bacteri sobre una de les masses de prova que es mantindran surant en el buit desequilibraria tot l’experiment. I bona part d’aquesta tecnologia l’ha desenvolupada el grup d'Astronomia Gravitacional-LISA de l’Institut de Ciències de l’Espai, centre conjunt de l’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) i el CSIC.
L’experiment de la quietud absoluta
Per detectar les ones gravitacionals cal mesurar la distància entre dos cossos en caiguda lliure amb una precisió altíssima. LISA Pathfinder ho provarà amb dues masses cúbiques idèntiques, de 46 mil·límetres de costat i fetes d’un aliatge d’or i platí, que suraran en el buit i mantindran una distància constant de 38 centímetres.
El més complicat és mantenir les condicions de caiguda lliure, i per això LISA Pathfinder inclou tecnologies creades expressament per contrarestar la resta de forces, des de la pressió que causa la radiació solar als efectes de temperatura o les forces magnètiques del propi satèl·lit.
Tecnologia made in l’Institut de Ciències de l’Espai (IEEC-CSIC)
El grup d’Astronomia Gravitacional-LISA de l’Institut de Ciències de l’Espai (IEEC-CSIC) ha dissenyat, construït i programat la Unitat de Gestió de Dades (DMU), l’ordinador a bord que controla els experiments científics de la missió i que rebrà la informació de tots els sensors per realitzar diverses maniobres de reposicionament cada segon.
A més, aquest grup ha estat responsable del sistema de diagnòstic: el conjunt de sensors i actuadors d’alta sensibilitat i precisió per al control tèrmic i magnètic, i un monitor de radiació de partícules còsmiques ionitzades, entre altres coses. En la construcció de la DMU ha col·laborat l’empresa SENER, i GMV ha participat en la verificació del software.
Les ones gravitacionals, el so secret de l’Univers
“Fins ara els astrònoms ens hem dedicat a mirar l’Univers, però l’estudi de les ones gravitacionals ens permetrà escoltar-lo, i això ens obre tota una nova finestra d’investigació”, afirma Carlos F. Sopuerta, investigador principal de LISA Pathfinder a l’Institut de Ciències de l’Espai (IEEC-CSIC).
Les ones gravitacionals, predites a la Teoria General de la Relativitat que ara fa cent anys, són ondulacions en el teixit de l’espai-temps produïdes pels esdeveniments més violents de l’Univers, com ara la fusió de forats negres o l’explosió de supernoves. Trobar-les permetrà saber més també sobre el Big Bang i potser fins i tot sobre l’energia fosca. No hi ha dubte que revolucionarà moltes àrees de l’astrofísica, la cosmologia i la física fonamental i posarà a prova la Teoria de la Relativitat com mai s'havia fet abans. Fins ara, però, només es tenen proves indirectes de les ones gravitacionals, i els intents de detectar-les des de la Terra estan limitats per una gran quantitat d’interferències ambientals.
L’èxit de LISA Pathfinder permetrà desenvolupar el futur observatori espacial d’ones gravitacionals de l’ESA, previst per a l’any 2034 i que comptarà amb tres masses en caiguda lliure, cadascuna a un satèl·lit diferent, separades per més d’un milió de quilòmetres. És amb aquestes distàncies que es podran arribar a detectar les ones gravitacionals.
Llançament: 2 de desembre
El llançament de LISA Pathfinder està previst per al dia 2 de desembre a les 5:15h, hora nostra, des de la base espacial que té l’ESA a Kourou (Guaiana Francesa). Es farà un seguiment en directe des de les instal·lacions de l’Institut de Ciències de l’Espai (IEEC-CSIC), i durant tot aquell matí es faran també retransmissions en diferit i visites als laboratoris, on es podran veure els models d’enginyeria amb què l’ICE ha contribuït a la missió, i a la sala de control des d’on seguiran la part científica de LISA Pathfinder.