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martes, diciembre 01, 2015

El camino de LISA

Cuanta atrás para su lanzamiento.

"LISA Pathfinder es una misión muy compleja. Después de poner al satélite en órbita con éxito, tendremos que encender su módulo de propulsión unas siete u ocho veces en los primeros 10 días de misión para llevarlo de forma segura a través de los cinturones de radiación que rodean a la Tierra y situarlo en la trayectoria de transferencia correcta. Llegaremos al punto L1 a finales de enero. Hasta entonces, los equipos de control seguirán trabajando de forma intensiva para asegurar que los encendidos se realicen según lo previsto, que la navegación sea correcta y que los instrumentos científicos y los sistemas de vuelo funcionen sin incidentes". Así resume Andreas Rudolph, su director de vuelo, lo que prometen ser horas intensas y emocionantes para la ESA. Todo a punto para iniciar la caza de las elusivas ondas gravitatorias.

Destinada a poner a prueba las tecnologías necesarias para intentar captar esas, hasta ahora, elusivas ondulaciones en el tejido espacio-temporal, LISA Pathfinder despegará desde el Puerto Espacial Europeo en Kourou esta semana (como siempre pueden haber retrasos, o aplazamientos por diversas causas, como pueden ser climáticas), a bordo de un cohete Vega, y 105 minutos después, se separará de el y enviará sus primeras señales a tierra instantes más tarde. 

Será un momento crítico. Los ingenieros del centro de control ESOC de la ESA en Darmstadt establecerán un enlace de comunicaciones, encenderán los sistemas de control del satélite y empezarán a realizar una larga serie de pruebas para comprobar el estado general de LISA Pathfinder, a lo que seguirá un periodo de 12 días de intenso trabajo sin interrupción por parte de un grupo de expertos, que deberán verificar que todo funciona según lo esperado y se sitúa en la trayectoria adecuada para llegar a su órbita definitiva, en el punto de Lagrange L1, una posición virtual en el espacio situada a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra en dirección al Sol.

Para todo su equipo en tierra será en cierta forma liberador, a pesar de estar viviendo un momento en que todo está en juego y sin vuelta atrás, ya que implica el final de 3 meses de duros entrenamientos, en que el afrontaron todo tipo de pruebas y simulaciones, intentando cubrir todas las posibles contingencias que potencialmente podrían afrontar, incluyendo también elementos inesperados para comprobar su reacción."Este año el equipo de control ha pasado muchas horas ‘en consola’, utilizando programas de simulación y equipos reales para ensayar todas las fases de la misión", explica Ian Harrison, responsable de las operaciones del satélite. "Hemos practicado las operaciones rutinarias y las de contingencia, para que todos sepan qué hacer si algo no sale según lo previsto".

También para las estaciones de seguimiento será todo un reto, debido a las especiales circunstancias del lanzamiento y la frecuencia utilizada para comunicarse,la banda X de alta frecuencia, lo que genera un haz mucho más estrecho que el de las señales tradicionales en banda S, que son las que se suelen utilizar para las misiones en órbita baja. Pero precisamente LISA Pathfinder se moverá inicialmente en una órbita baja, por lo que será necesario mucha precisión para ser capaces de enlazar con ella."Nuestras estaciones de seguimiento tienen que ser capaces de apuntar hacia el satélite con una precisión especial, y han recibido un adaptador especial que les permitirá recibir las señales que emitirá justo después de la separación, mientras todavía se encuentra muy cerca de la Tierra", explica  Fabienne Delhaise, ingeniero de operaciones en tierra.

En cuanto la órbita de LISA Pathfinder se eleve a más de 45.000 kilómetros, los controladores podrán utilizar las antenas de espacio profundo que la ESA tiene en Australia, España y Argentina, diseñadas específicamente para este tipo de misiones. "Nuestros técnicos están preparados, las antenas están preparadas y los sistemas de tierra también están preparados, tras un minucioso desarrollo", afirma Paolo Ferri, responsable de las operaciones de las misiones de la ESA. "Estamos emocionados de poner en órbita una tecnología tan especial, y esperamos tener un buen lanzamiento y un excelente comienzo de esta fantástica misión".

El objetivo de LISA Pathfinder es preparar el camino (de ahí su nombre) al mucho más ambicioso observatorio LISA, un conjunto de 3 sondas, orbitando a cinco millones de kilómetros entre sí, formando un triángulo equilátero, y actuando en equipo para detectar las ondas gravitatorias, ondulaciones del tejido espacio-tiempo generadas por eventos cataclísmicos como la explosión de una Supernova o la fusión de dos agujeros negros, predichas por la Teoría General de la Relatividad de Einstein, pero que hasta ahora, de existir, han eludido todo intento de detección.

Así, esta misión de 180 días de duración pondrá a prueba las tecnologías necesarias, a pequeña escala, necesarias para ello,tratando de mantener dos masas en unas condiciones casi perfectas de caída libre. Lo que LISA Pathfinder deberá probar es que su interferómetro láser entre ambas es capaz de detectar interferencias externas. Para ello, el satélite tendrá que monitorizar y adaptarse a sus desplazamientos con una precisión asombrosa, utilizando sensores inerciales, un conjunto de micro-motores y unos avanzados sistemas de metrología láser y de control de la caída libre. Si todo  funciona correctamente, será la base de LISA. Nada de todo ello, conociendo la naturaleza de lo que se busca, se podría probar y validad en el ambiente gravitatorio de la Tierra. De ahí la necesidad de esta misión previa.
 
El largo camino de LISA Pathfinder hasta alcanzar el punto L1.

Sesión de entrenamiento en el centro de control de la misión, donde se han vivido innumerables ensayos y simulaciones para preparar el momento.

El corazón de LISA Pathfinder. Dos cubos idénticos de 46 milímetros de lado, de una aleación de oro y platino, suspendidos en unas carcasas al vacío. Estas masas simulan la disposición de la futura misión LISA, con la diferencia de que la distancia entre las dos masas se ha reducido de los 5 millones de kilómetros a 38 centímetros. Deberán permanecer en un estado de quietud absoluta, permitiendo al sistema de interferometría láser detecte el más leve movimiento de las dos con precisión atómica.

El corazón del silencio: Estos 'bloques' transparentes están hechas de material vitrocerámico zerodur ultraestable, empleado para separar y después recombinar un par de haces láser. Han sido alineadas con una precisión de milésimas de milímetro sobre la mesa óptica de soporte. Una de los recipientes con uno de los cubos de oro y platino, se puede observar al fondo, mientras que otro sería instalado posteriormente por delante del punte que vemos en primer término.

LISA Patfhinder, preparando el camino a los cazadores de ondas gravitacionales.

Una vez abierto el camino, LISA tomará la herencia de LISA Pathfinder. Comenzará la auténtica caza de las ondas gravitacionales. 

Todos preparados para el lanzamiento de LISA Pathfinder

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