Il successo della sonda Lisa Pathfinder annunciato oggi dall’Esa, che ha diffuso i primi risultati della missione, apre la strada alla realizzazione del primo osservatorio spaziale per le onde gravitazionali, le oscillazioni del tessuto dello spazio-tempo ipotizzate da Albert Einstein un secolo fa e confermate a febbraio. Lanciata il 3 dicembre 2015, Lisa Pathfinder alla fine di gennaio ha raggiunto la sua orbita operativa, circa 1,5 milioni di chilometri dalla Terra in direzione del Sole. Ecco i dettagli della missione che ha cominciato la sua attività scientifica il 1 marzo scorso e che segnerà un cambio di passo nel modo di osservare l’Universo.
I risultati di oggi diffusi dall’Agenzia Spaziale Europea mostrano quindi che Lisa Pathfinder ha “provato la fattibilità tecnologica” e aperto la strada alla “realizzazione di un osservatorio per onde gravitazionali nello spazio“, che sarà realizzato come terza missione di grande scala (L3) nel Cosmic Vision programme dell’Esa. E che rappresenterà la chiave di volta per poter registrare anche le onde di bassa frequenza. L’attività scientifica dell’intero Lisa Technology Package, riferisce l’Infn, continuerà fino alla fine di giugno 2016 e sarà seguita da tre mesi di operazioni del Disturbance Reduction System, fornito dalla Nasa Jpl per validare la tecnologia aggiuntiva di future navicelle di questo tipo. La sonda Lisa Pathfinder è stata progettata proprio per testare le tecnologie necessarie a costruire un un osservatorio spaziale per le onde gravitazionali. In particolare al suo interno sono state poste due masse di prova identiche, due cubi di oro-platino di 2 kg ciascuna e di lato 46 mm) a una distanza di 38 cm, circondate da un vettore spaziale, che ha il compito di schermare i cubi dalle influenze esterne e che aggiusta la sua posizione continuamente per evitare di toccarle. L’aspetto cruciale dell’esperimento infatti, spiega L’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, tra i maggiori attori della missione insieme a Asi e Università di Trento, è aver posto le masse in caduta libera, monitorando che si muovano sotto l’effetto della sola gravità, poiché anche nello spazio diverse forze, come il vento solare o la pressione di radiazione della luce solare, disturbano le masse di prova e la navicella. I risultati dei primi due mesi di attività scientifica della missione, proseguono gli scienziati di Infn, Asi e Università di Trento, dimostrano che le due masse di prova a bordo della navicella sono in caduta libera nello spazio sotto l’azione della sola gravità, del tutto indisturbate da altre forze esterne, e quindi praticamente immobili l’una rispetto all’altra. Questo risultato è stato ottenuto con una precisione cinque volte maggiore di quella richiesta in fase di progetto. In un articolo pubblicato oggi da Physical Review Letters, il team scientifico di Lisa Pathfinder mostra che l’accelerazione relativa tra le due masse di prova è più piccola di dieci milionesimi di un miliardesimo (10-14) dell’accelerazione di gravità sulla Terra.
Il successo straordinario ottenuto dalle tecnologie-chiave della missione “apre le porte allo sviluppo di un grande osservatorio spaziale, capace di rivelare le onde gravitazionali di bassa frequenza, tra 0,1 mHz e 1 Hz, emesse da un ampio spettro di esotici oggetti astronomici” ribadiscono gli scienziati. L’osservatorio eLisa (Laser Interferometer Space Antenna), già nel programma delle future grandi missione ESA, sarà composto da tre masse di prova analoghe a quelle testate da Lisa Pathfinder, ma tenute a 1 milione di chilometri l’una dall’altra e connesse da un raggio laser, che ne misura la distanza relativa. Il triangolo costituito dalle tre masse si muoverà lungo un’orbita attorno al Sole, viaggiando a 50 milioni di chilometri dalla Terra. Con la missione Lisa Pathfinder ora in orbita, “non solo abbiamo verificato che le masse di prova sono sostanzialmente immobili, ma abbiamo anche identificato la gran parte delle debolissime forze che le disturbano e con precisione mai raggiunta prima” spiega Stefano Vitale dell’Università di Trento e Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, responsabile scientifico del Lisa Technology Package, il cuore tecnologico della missione, realizzato anche con il contributo dell’Agenzia Spaziale Italiana.
