LISA, un'antenna da 5 mln di km per onde gravitazionail

Se un'antenna "delta" con i lati di 5 milioni di chilometri vi sembra ecessiva, non avete tenuto conto dell'elusività delle onde che LISA, l'antenna spaziale che nascerà congiuntamente per iniziativa dell'ESA e della NASA, dovrà ricevere. La Laser Interferometer Space Antenna partirà ufficialmente tra qualche anno, gli orizzonti dell'esperimento sono anch'essi molto ampi. Ma in questo momento l'ESA sta preparando il lancio di una prima missione esplorativa, LISA Pathfinder e ieri ha comunicato i risultati molto positivi delle prove di misurazione laser effettuate a terra. Prove che se applicate al calcolo della distanza tra terra e luna ci permetterebbero di stabilirla con pochi millimetri di approssimazione. Si parla di capacità di discriminazione sulla scala dei nanoradianti. Un nanoradiante corrisponde grossomodo all'angolo sotteso dall'orma di un astronauta osservata dalla terra sulla luna.

LISA dovrà dimostrare l'esperimento mentale di Eintstein, che ha immaginato la possibilità di misurare le increspature nella curvatura relativistica dello spazio-tempo quando un oggetto molto massivo subisce accelerazioni molto elevate (per esempio quando un buco nero ingoia una stella di neutroni o si scontra con un altro buco nero). Sono increspature quasi impercettibili, che gli scienziati sperano di captare in uno spettro compreso tra le poche decine e le centinaia di Hertz.

Ci vorrà un'antenna molto lunga e questo è lo scopo di LISA, che nella sua dislocazione definitiva dovrebbe vedere tre satelliti in orbita intorno a un punto collocato unità astronomica, in una formazione che segue come un cagnolino - a cinquanta milioni di chilometri - il nostro pianeta. Ogni satellite sarà distante dall'altro 5 milioni di chilometri e un sistema laser sofisticatissimo misurerà la distanza tra due cubi di materiale riflettente sistemati a bordo delle sonde.

Picometre precision demonstrated by LISA Pathfinder tests

21 Oct 2010

A European team working on the LISA Pathfinder mission has completed an extensive series of ground tests on the spacecraft's optical payload. The tests successfully achieved - for the first time on a spacecraft instrument - the incredible precision that will be required to confirm the existence of gravitational waves.

The extremely precise measurements are realised by a laser interferometer that measures the distance between two free-floating heavy masses with reflective surfaces. In the case of LISA Pathfinder, the accuracy of the interferometer measurements is tested by the Optical Metrology Subsystem (OMS; managed, designed, and tested by Astrium GmbH) which comprises several units: a reference laser unit (developed by Tesat, Germany), a laser control unit (by Kayser Threde, Germany) with a laser modulator (developed by RUAG, Switzerland), an optical bench interferometer (built by the University of Glasgow, UK), a phase meter (University of Birmingham, UK), and a data management unit (NTE, Spain).

The OMS is used to monitor the changes in attitude of two test masses and the distance between them. These two test masses are small, highly polished cubes made of a gold-platinum alloy, situated 35 cm apart, with each located inside a dedicated vacuum enclosure within the satellite.

(continua)