L’Agenzia spaziale europea dà il via libera alla costruzione della missione sulle onde gravitazionali LISA – Physics World

L’Agenzia spaziale europea dà il via libera alla costruzione della missione sulle onde gravitazionali LISA – Physics World

Timestamp: 1 febbraio 2024 10:55
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Rappresentazione artistica di LISA
Increspature nello spazio: LISA sarà composta da tre satelliti identici posizionati in un triangolo equilatero nello spazio, con ciascun lato del triangolo di 2.5 milioni di chilometri – più di sei volte la distanza tra la Terra e la Luna (per gentile concessione di EADS Astrium).

I Agenzia spaziale europea (ESA) ha formalmente approvato l'inizio della costruzione della sua missione spaziale sulle onde gravitazionali. Lavoro sull'antenna spaziale dell'interferometro laser (LISA) inizierà nel gennaio 2025 una volta scelto un partner industriale per costruire l'imbarcazione. LISA, il cui costo stimato è di 1.5 miliardi di euro, dovrebbe essere lanciato nel 2035 e funzionare per almeno quattro anni.

Le onde gravitazionali sono distorsioni dello spazio-tempo che si verificano quando corpi massicci, come i buchi neri, vengono accelerati. Sono stati rilevati per la prima volta nel 2016 dai ricercatori che lavorano sull'Osservatorio avanzato delle onde gravitazionali dell'interferometro laser (aLIGO) con sede a Hanford, Washington e Livingston, Louisiana.

LISA è un osservatorio di onde gravitazionali composto da tre satelliti identici. Saranno posizionati in un triangolo equilatero nello spazio, con ciascun lato del triangolo lungo 2.5 milioni di chilometri – più di sei volte la distanza tra la Terra e la Luna.

I tre velivoli si invieranno raggi laser tra loro tramite cubi dorati fluttuanti, ciascuno leggermente più piccolo di un cubo di Rubik, posizionati all'interno del velivolo. Il sistema sarà in grado di misurare la separazione tra i cubi fino alla dimensione di un atomo di elio. Tali sottili cambiamenti nelle distanze tra i raggi laser misurati indicheranno la presenza di un'onda gravitazionale.

Mentre gli strumenti a terra possono rilevare onde gravitazionali con una frequenza compresa tra pochi Hz e un KHz, una missione spaziale può rilevare onde gravitazionali con frequenze comprese tra 10-4-10-1 Hz derivanti, ad esempio, dalla coalescenza dei buchi neri supermassicci.

“Grazie all’enorme distanza percorsa dai segnali laser di LISA e alla superba stabilità della sua strumentazione, sonderemo le onde gravitazionali di frequenze più basse di quelle possibili sulla Terra, scoprendo eventi di diversa scala, fino all’alba di tempo”, nota l'astrofisica Nora Lützgendorf, che è lo scienziato capo del progetto LISA.

Visioni cosmiche

Il 25 gennaio il comitato del programma scientifico dell'ESA ha adottato formalmente LISA ritenendo che il concetto e la tecnologia della missione siano “sufficientemente avanzati”.

Questa decisione è stata aiutata dai risultati del Lisa Pathfinder, che è stato lanciato nel 2015 in una missione di due anni per dimostrare le tecnologie chiave richieste per LISA.

LISA Pathfinder era costituito da due masse di prova da 2 kg realizzate in oro e platino che galleggiavano liberamente all'interno dell'imbarcazione ed erano separate da 38 cm. La sonda conteneva anche un banco ottico di 20×20 cm – contenente 22 specchi e divisori di fascio – per misurare le deviazioni nei loro movimenti con una precisione di un trilionesimo di metro.

Nell'aprile 2016 l'ESA ha annunciato che LISA Pathfinder ha dimostrato che la missione LISA è fattibile. Nel 2017, ad esempio, gli scienziati hanno dimostrato che le masse di prova sul veicolo spaziale possono essere isolate con successo dalle forze elettrostatiche.

LISA fa parte dell'ESA Visione Cosmica piano a lungo termine per la scienza spaziale. Nel 2013, l’ESA ha identificato “l’universo delle onde gravitazionali” come tema per la sua terza missione di grande classe.

Nel 2017, LISA è stata poi selezionata come terza missione di grande classe. Le altre due missioni erano le Esploratore delle lune ghiacciate di Giove, quale lanciato il 14 aprile 2023, e la Telescopio avanzato per l'astrofisica delle alte energie, il cui lancio è previsto nel 2037.

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