"LISA Pathfinder, una frontiera per la scienza e un traguardo per industria e lanciatori"

Di Michela Della Maggesa

“LISA Pathfinder è una missione importante per la scienza, l’industria e per il settore dei lanciatori”. Così Roberto Battiston, presidente Asi, appena prima della partenza della sonda, dimostratore tecnologico dell’Agenzia spaziale europea, decollata a bordo di un lanciatore Vega il 3 dicembre dal centro spaziale della Guyana. La missione, realizzata con il contributo dell’Agenzia spaziale italiana, aprirà la strada alla costruzione di un vero e proprio osservatorio spaziale delle onde gravitazionali, che si completerà nel 2034 con la missione e-Lisa. “A questo punto, se ci sono, come la teoria di Einstein prevede, difficilmente potranno passare inosservate”. Spiega il presidente dell’Asi. “Le onde gravitazionali sono l’ultima frontiera dell’astrofisica: la traccia a tutt’oggi inafferrabile della forza più elusiva che permea il nostro Universo. Solo quando da tranquille onde diventano tsunami, a seguito di eventi gravitazionalmente catastrofici, possiamo sperare di registrarne le increspature. E il sistema messo a punto dall’Agenzia spaziale europea sembra aver tutte le carte in regola per riuscirci”. LISA Pathfinder è il precursore tecnologico dell’osservatorio spaziale di onde gravitazionali pianificato dall’Esa come terza grande missione del programma scientifico Cosmic Vision.
In particolare, la sonda intende mettere alla prova il concetto di rivelazione di onde gravitazionali dallo spazio, dimostrando che è possibile controllare e misurare con una precisione altissima il movimento di due masse di prova (in lega d’oro e platino) in una caduta libera gravitazionale quasi perfetta, che verrà monitorata da un complesso sistema di laser. L’Optical Metrology Subsystem, così si chiama il sottosistema di LISA Pathfinder al quale spetterà il compito di registrare il passaggio di onde gravitazionali, misurando con un laser lo spostamento di due cubi d’oro-platino l’uno rispetto all’altro, nei test a terra ha dimostrato di poter raggiungere una precisione di due picometri: ovvero, due miliardesimi di millimetro. Precisione sufficiente a registrare, nel tessuto dello spazio, increspature come quelle attese dallo scontro fra corpi celesti di enorme massa. Eventi che, calcolano gli scienziati, dovrebbero indurre nei cubi di LISA Pathfinder spostamenti nell’ordine del picometro, un centesimo della dimensione media di un atomo.
“Trattandosi di una tecnica innovativa – ha detto ancora Battiston -, nello spazio non si è mai messo un interferometro di questa precisione, occorre andare per passi”. “In circa 6 mesi di studi dopo aver testato tutti gli strumenti capiremo se tutto funziona regolarmente a questi livelli di precisione”. “Se tutto andrà come ci aspettiamo, si aprirà un nuovo capitolo nella storia dell’astrofisica moderna”. “Ascoltare l’Universo attraverso le onde gravitazionali promette una profonda rivoluzione in astrofisica, astronomia e cosmologia, come quelle dovute all’invenzione del telescopio o dei radiotelescopi”, spiega il principal investigator Stefano Vitale, ordinario di Fisica sperimentale all’Università di Trento e membro del Trento Institute for Fundamental Physics and Applications (TIFPA) dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN). “Le onde gravitazionali sono il messaggero ideale per osservare l’Universo. Attraversano indisturbate qualunque forma di materia o energia, sono emesse da tutti i corpi, visibili o oscuri, ne registrano il moto e portano l’informazione sino a noi dalle profondità più remote dell’Universo. Possiamo paragonarle al suono: arrivano da sorgenti nascoste dietro altri oggetti, come rumori di animali nascosti in una foresta, e ci permettono di individuarle, riconoscerle, valutarne la distanza e seguirne il movimento. Ci raggiungono da sorgenti che non emettono luce, come suoni di notte”. I sensori inerziali, “un nuovo tool – fa sapere Asi – per studiare l’Universo”, ovvero gli strumenti di alta precisione che racchiudono le masse di prova sono stati realizzati da CGS, su progetto dell’Università di Trento e dell’INFN. Presenti sulla missione, che coinvolge anche la Nasa, Telespazio, Thales Alenia Space, che per il prime contractor del satellite Airbus Defence and Space, ha realizzato apparecchiature del segmento di bordo e terrestre e Selex ES, che ha fatto il micro sistema di propulsione a gas a freddo. “Per 100 anni abbiamo studiato l’Universo con la luce, adesso tenteremo di ascoltarlo”. Ha aggiunto il responsabile della missione dell’Agenzia spaziale europea. “Una via del tutto differente e potenzialmente foriera di grandissimi risultati”. A questa missione, fa sapere l’Agenzia spaziale europea, si è arrivati grazie ad un grande lavoro congiunto portato avanti da scienziati e ingegneri.
Il lanciatore Vega – che con questa missione ha concluso i lanci previsti dal programma Verta – è decollato alle 5.04 ora italiana. Circa sette minuti più tardi, dopo la separazione dei primi tre stadi, la prima accensione dell’ultimo segmento di Vega ha spinto LISA Pathfinder in un’orbita bassa, seguita da un’altra accensione che ha posizionato la sonda verso l’orbita di volo transitoria. La sonda si è separata dall’ultimo modulo del lanciatore Vega alle 6.49. Alle 7 e 14 circa la base dell’Asi di Malindi ha acquisito i dati della sonda e il lancio è stato finalmente dichiarato completato. L’orbita di parcheggio transitoria è leggermente ellittica e ha il suo punto più vicino alla Terra a distanza di 200 km e quello più lontano a 1540 km. Nell’arco delle prossime dieci settimane, la sonda utilizzerà i suoi propulsori per raggiungere la posizione finale, verso il 13 di febbraio, ad una distanza dalla Terra di circa 1.5 milioni di chilometri in orbita intorno al primo punto di Lagrange, momento di equilibrio gravitazionale tra Sole e Terra. “Vega è un sistema giovane – ha detto Gaele Winters, responsabile dei lanciatori dell’Agenzia spaziale europea -, ma dopo questo volo è diventato maturo”. Nel 2015 il lanciatore, costruito per grandissima parte da Avio a Colleferro, ha effettuato 3 delle 11 missioni effettuate ad oggi da Arianespace, che chiuderà l’anno con il Soyuz. Il prossimo 17 dicembre il lanciatore di categoria media manderà in orbita due satelliti della costellazione Galileo. Con Arianespace, Avio ha già siglato un contratto da circa 260 milioni di euro per dieci lanciatori.