Rappresentazione artistica di Lisa Pathfinder. Crediti: Esa
A distanza di circa sei mesi dall’annuncio, nel giugno scorso, del via libera dell’Agenzia spaziale europea (Esa) alla missione Lisa nel 2034, sono stati pubblicati oggi, lunedì 5 febbraio, sulla rivista Physical Review Letters i risultati finali della missione apripista Lisa Pathfinder. Un bilancio molto positivo per il progetto sperimentale che aveva come obiettivo quello di testare la fattibilità di un primo osservatorio di onde gravitazionali nello spazio. Lanciata nel dicembre 2015 e conclusasi a luglio scorso, la missione di prova ha superato le prestazioni iniziali già nella prima settimana di operazioni, e ora il report finale sui dati acquisiti dal 2016 mostra come Lisa Pathfinder sia persino andata oltre nelle prestazioni richieste dai requisiti per il successo della missione Lisa.
Il requisito di base in una missione spaziale che ha come scopo quello di misurare ogni possibile distorsione causata dal passaggio di un’onda gravitazionale è infatti che questo specifico evento sia isolato dal resto delle forze interne ed esterne che agiscono nello spazio, a parte la gravità. Per dimostrare il concetto fondamentale di una tale missione, l’Esa e i suoi partner – tra cui l’Agenzia spaziale italiana, l’Istituto nazionale di fisica nucleare e l’Università di Trento – hanno dato vita al progetto apripista Lisa Pathfinder, che si è concluso con successo lo scorso anno.
La missione ha dimostrato che il disturbo svolto nelle misurazioni dal rumore di fondo interno ed esterno può essere annullato e può essere così ricreato quell’ambiente “tranquillo”, non perturbato, che serve alla misurazione delle onde gravitazionali da parte dell’osservatorio Lisa.
Per ottenere questo risultato, la missione apripista Lisa Pathfinder ha utilizzato come test due cubi di metallo da 2 kg in caduta libera, separati tra loro da 38 cm e collegati da laser. Il veicolo spaziale ha svolto un ruolo di scudo attorno ai cubi, per proteggerli dalle sorgenti di disturbo esterne. Gli scienziati hanno messo a punto una serie di miglioramenti sulle attrezzature per proteggere le masse in caduta libera dalle forze che possono urtarle. Ad esempio hanno trovato il modo di ridurre la pressione attorno alle masse, che poteva influenzare la loro traiettoria e hanno eliminato l’effetto delle forze inerziali legate alla rotazione del satellite. La missione Lisa beneficerà di questi miglioramenti tecnologici. Sarà molto più sensibile al rilevamento di onde gravitazionali a basse frequenze rispetto a quanto sia mai stato reso possibile finora.
Secondo i dati raccolti e pubblicati c’è un altro importante passo avanti nella conoscenza: invece di individuare solo un’onda gravitazionale generata da un singolo evento per pochi minuti, Lisa sarà in grado di rilevare una scia di segnali multipli lunga mesi, o anche anni. Sarà inoltre sensibile ai primi segnali della fusione di un buco nero supermassivo settimane prima che esso sia pienamente in collisione. Questo darà tempo agli scienziati per allertare altri punti di osservazione spaziale, sulla Terra o nello spazio, in modo che possano sintonizzarsi su quel particolare punto dello spazio per studiare meglio in un’ampia gamma di lunghezze d’onda complementari. La missione potrà così anche portare a svelare anche altre insolite sorgenti di onde gravitazionali ad oggi ancora sconosciute.
Lisa Pathfinder conclude dunque con grande successo la sua avventura nello spazio. Un risultato scientifico che qualche settimana fa è stato riconosciuto anche dall’American Astronautical Society, che ha conferito alla missione il prestigioso Space Technology Award per il 2017.