París.- El satélite LISA Pathfinder (LPF) de la ESA recibió sus últimas órdenes de la Tierra el martes, marcando el final de una exitosa misión de un año y medio que demostró el principio de funcionamiento de un futuro observador de ondas gravitacionales y completó una serie de pruebas técnicas en sus últimas semanas de funcionamiento.
“Ha resultado todo un éxito.“El objetivo de Pathfinder era que la gente no creía que pudiéramos construir LISA; la tarea era tan difícil, que debíamos construir primero esta pequeña prueba”, afirma Paul McNamara, científico de proyecto de LPF. Pathfinder no necesitaba ser tan sensible como LISA, pero su rendimiento deparó alguna que otra sorpresa, como reconoce McNamara: “la primera vez que lo encendimos para comprobar su funcionamiento, habíamos cumplido todos los requisitos. Y eso, para mí, fue impresionante”.
El objetivo principal de la misión LISA Pathfinder fue la demostración de una tecnología clave necesaria para la medición de las ondas gravitacionales – diminutas ondulaciones en la estructura del espacio predichas por Albert Einstein hace un siglo y medidas por primera vez por el observatorio terrestre LIGO en 2015.
Mientras que los instrumentos basados ??en la Tierra como LIGO están limitados a frecuencias por encima de 100 ciclos por segundo, un observatorio espacial podría medir ondas con frecuencias de una fracción de 1 Hertz colocando las masas de prueba en perfecto vuelo sin arrastre, Midiendo su posición relativa entre sí para detectar una onda gravitatoria de paso. Sin embargo, la detección de las ondas gravitacionales requerirá que las masas de prueba se mantengan inmóviles a niveles de precisión sin precedentes, ya que las ondas gravitatorias sólo causarán un desplazamiento a una escala de unos pocos millonésimos de millonésima de metro sobre una distancia cósmica de un millón de kilómetros.
LISA Pathfinder se encargó de demostrar si el vuelo sin arrastre sería posible y la pequeña nave espacial también puso a prueba el sistema de medición basado en láser que permite medir la posición de la masa de prueba con exactitud pico-metro, incluso a distancias de un millón de kilómetros.
Hay otras maneras de explorar el universo más allá de lo que pueden ver nuestros ojos, o lo que pueden detectar los observatorios que operan en el espacio. Los científicos saben que las ondas gravitacionales tienen la llave de algunos de los enigmas del Cosmos, pero hasta ahora, no han podido saltar del plano teórico al práctico.
Las ondas gravitacionales son una predicción de la teoría de la relatividad general de Einstein, creadas por objetos masivos al ser acelerados, oscilados o perturbados de manera violenta. Los científicos llevan décadas intentando demostrar su existencia más allá del campo teórico, y aunque ha habido avances en observatorios en tierra como LIGO, la única manera de detectarlas de verdad es en el espacio.
Precisamente para esta tarea se concibió la misión LISA, para poder constatar que la misión podía llevarse a cabo, era necesario desarrollar una misión previa que lo demostrara, lo que dio lugar a LISA Pathfinder, un interferómetro que debía ser capaz de registrar las más mínimas perturbaciones en el tejido espacio temporal y cuyas operaciones acaban de finalizar.
LPF es una misión de demostración de tecnología y su objetivo era confirmar que la idea base de LISA (el uso de un interferómetro láser) podía llevarse a cabo. Damien Texier, jefe de operaciones de la misión, explica que “el principal objetivo de LPF era situar un cuerpo en caída libre de tal manera, que cualquier fuerza externa se reduzca a niveles menores de los esperados por el paso de una onda gravitacional. El efecto de una onda gravitacional fuerte altera un metro de espacio en unos 10-21metros, y los satélites de LISA estarán separados por 109 metros, por lo que una distorsión de una onda gravitacional para LISA es del orden de 10-12, un picómetro”.
Pero Pathfinder sólo debía demostrar que la tecnología necesaria para su detección era posible, así que se relajaron sus requerimientos en un factor de 10 en aceleración, y también se redujo su duración en comparación con la que tendrá LISA (seis meses de LPF por los cinco a diez años de la misión principal). Las expectativas de sus responsables no contaban con ir más allá de esos objetivos, pero se superaron con rapidez. “Unos cuantos elementos del sistema no podían ser probados en tierra antes del lanzamiento (la caída libre de las masas de prueba), así que nos sorprendimos cuando descubrimos, muy al principio de la misión, en febrero de 2016, que los requerimientos de LPF ya habían sido alcanzados, sin que tuviéramos que afinar el sistema”, explica Texier, que añade que “nos pasamos la misión nominal de seis meses y su extensión por ocho meses adicionales mejorando eso e intentando alcanzar los requerimientos de LISA, que también logramos cumplir”.
Paul McNamara resume el rendimiento de Pathfinder en que “nos comparamos con lo que necesitamos para la misión principal, para LISA. Ahora estamos un factor o dos mejor en todos los aspectos y, en altas frecuencias, mejoramos en un factor de 30, más o menos. Toda la empresa se ha completado de manera brillante”.
