LISA Pathfinder, en busca de la radiación más poderosa del Universo predicha por Einstein

• La misión europea probará la tecnología para captar las ondas gravitacionales
• Se pondrá en órbita desde la Guayana Francesa el próximo 2 de diciembre
• Es el paso previo a lanzar un observatorio de estas ondas, que se realizará en 2034

Representación de LISA Pathfinder, el satélite de la Agencia Espacial Europea.

Ya está todo preparado para que LISA Pathfinder, el satélite de la Agencia Espacial Europea (ESA), sea lanzado desde la Guayana Francesa el próximo 2 de diciembre. Su misión será probar la tecnología que dentro de unos años utilizará el futuro observatorio de ondas gravitacionales de la ESA.

Las ondas gravitacionales del espacio, predichas ahora hace cien años por Albert Einstein en su Teoría General de la Relatividad, son ondulaciones producidas en el espacio-tiempo por los acontecimientos más violentos del Universo como la fusión de agujeros negros o la explosión de supernovas. La teoría sostiene que estas ondas abundan en el Universo y transportan información sobre los fenómenos que las originaron, probablemente, del propio Big Bang que dio lugar al Universo.

Las ondas gravitacionales son la radiación más poderosa del Universo, nada puede detenerlas y forman el tejido mismo del espacio-tiempo. Los astrónomos tienen pruebas indirectas de su existencia, pero nunca han podido observarlas directamente. La alternativa es intentar detectarlas desde el espacio.

La Agencia Espacial Europea planea lanzar un gigantesco observatorio espacial de ondas gravitacionales, el eLISA, en 2034, pero primero debe probarse que la tecnología funciona. Este es el objetivo de la misión LISA Pathfinder, que cuenta con investigadores del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y el Institut d’Estudis Espacials de Barcelona (IEEC).

Banco de pruebas del futuro observatorio

La misión LISA Pathfinder probará a pequeña escala el funcionamiento de la tecnología del futuro observatorio. Esta prueba no pretende captar las ondas gravitacionales, sino validar la tecnología necesaria para lograr detectarlas. El futuro gran medidor espacial será un gigantesco interferómetro, que básicamente es un dispositivo con haces láser. El eLISA tendrá tres satélites que fijarán sus haces láser formando un triángulo equilátero con un lado de un millón de kilómetros. El cambio en la trayectoria de estos láseres puede indicar el paso de las ondas gravitacionales.

“LISA Pathfinder no pretende captar las ondas gravitacionales, sino validar la tecnología necesaria para lograr detectarlas. “

Como esta tecnología no puede ser verificada en la Tierra, debido a la influencia de la gravedad terrestre, debe ponerse a prueba en el espacio. LISA Pathfinder se pondrá en órbita a 1,5 millones de kilómetros de la Tierra, en concreto en un punto Lagrange 1, donde un objeto pequeño, afectado sólo por la gravedad, puede mantenerse estacionario respecto a dos objetos más grandes. Allí se llevará a cabo la prueba crucial de la misión. El satélite llegará a su órbita a mediados de enero y efectuará las pruebas entre febrero y septiembre de 2016.

“Para detectar las ondas gravitacionales hay que medir la distancia entre dos cuerpos en caída libre con una precisión altísima, sin ninguna otra perturbación que altere sus posiciones”, explica Carlos F. Sopuerta, científico del CSIC e investigador principal del grupo de Astronomía Gravitacional-LISA del Instituto de Ciencias del Espacio. “De esta manera, si una onda gravitacional pasa entre ellos dos, afectará a su separación y se podrá detectar.”

Dos cubos de oro y platino

La prueba se efectuará con dos cubos de 46 milímetros de lado, formados por una aleación de oro y platino. Tras alcanzar la órbita, los cubos se liberarán para flotar en el vacío en un entorno controlado y separados por una distancia de 38 centímetros. Un interferómetro láser medirá la posición de los dos cuerpos. Los investigadores del Instituto de Ciencias del Espacio han tenido un papel fundamental en la misión: han desarrollado el ordenador de a bordo, los sistemas de diagnóstico de estabilidad y sensibilidad, y el software de control de ambos.

“Hasta ahora sólo hay pruebas indirectas de las ondas gravitacionales. “

El éxito de LISA Pathfinder permitirá reproducir estas condiciones a una escala mucho mayor. Ese será el cometido del futuro observatorio eLISA, que medirá con alta precisión la distancia entre parejas de cuerpos, pero ahora estos cuerpos estarán en tres naves espaciales separadas por más de un millón de kilómetros. “Con estas distancias se podrán llegar a detectar las ondas gravitacionales provenientes de los fenómenos más interesantes del Universo”, indica Sopuerta.

"Tecnología de precisión extrema"

“Hasta ahora sólo tenemos pruebas indirectas de las ondas gravitacionales”, señala el investigador Carlos F. Sopuerta. Desde la Tierra es imposible captar las ondas gravitacionales que emiten los agujeros negros supermasivos, sistemas binarios ultracompactos y otras fuentes que permitirían un programa científico sin precedentes. “Por tanto, hay que tratar de observarlas desde el espacio, para lo cual se requiere una tecnología de precisión extrema. Y eso es exactamente lo que hará LISA Pathfinder”, concluye Sopuerta.