SPAZIO/ Onde gravitazionali: se non si vedono qui, andremo a prenderle in orbita

- Paolo Floriani

E’ in progetto la costruzione di un vero e proprio osservatorio spaziale per la rivelazione delle onde gravitazionali che dovrebbe essere compiuto entro il 2034. Ne parla PAOLO FLORIANI

lisa_pathfinder_r439
LISA Pathfinder (Copyright ESA/ATG medialab)

Doveva partire ieri mattina e tutto era pronto allo spazioporto di Kourou (Guyana Francese), per il lancio del satellite LISA Pathfinder dell’Esa (Agenzia spaziale europea); ma gli ultimi controlli al lanciatore Vega avevano mostrato l’esigenza di ulteriori verifiche tecniche e così tutto era stato rinviato di 24 ore. Ma gli scienziati e i tecnici impegnati in questo ambizioso progetto lavorano sui tempi lunghi: il satellite che è stato lanciato questa notte infatti è il primo passo verso la costruzione di un vero e proprio osservatorio spaziale per la rivelazione delle onde gravitazionali che dovrebbe essere pienamente compiuto entro il 2034 con il lancio della missione eLISA.

C’è tempo quindi 19 anni per dare la controprova sperimentale di una teoria nata esattamente 100 anni fa dalla acuta immaginazione scientifica di Albert Einstein: la teoria della Relatività Generale prevede infatti che la trama dello spazio-tempo, nel quale è tessuto tutto l’universo, sia perturbata da oscillazioni prodotte da eventi catastrofici, come l’esplosione di supernovae o la fusione di buchi neri. Solo che finora tali oscillazioni, dette appunto onde gravitazionali, sono sfuggite anche alla strumentazione più sofisticata. anche se pochi dubitano della loro esistenza dato che la teoria di Einstein ha avuto ulteriori verifiche e sembra proprio essere il modo giusto per descrivere la struttura e la storia del cosmo che ci ospita.

Quello che sarà lanciato domani è il precursore tecnologico del grande progetto eLISA e fungerà da “dimostratore” in vista dell’obiettivo finale: suo compito sarà di testare il funzionamento dell’Optical Metrology Subsystem, il delicato strumento che avrà il compito di rivelare il passaggio di un’onda gravitazionale misurando, con un sistema laser, la lievissima variazione che essa produrrebbe nella distanza reciproca di due piccole masse, due cubi realizzati con una lega di oro e platino, in condizioni di caduta libera gravitazionale quasi perfetta.

Si tratta di uno spostamento dell’ordine del picometro, un miliardesimo di millimetro, cioè circa un centesimo della dimensione di un atomo di idrogeno; ma nei test presso i laboratori terrestri lo strumento ha già dimostrato di poter raggiungere un simile grado di precisione, unitamente a quello relativo alla deviazione angolare del raggio laser dove l’accuratezza arriva a un centesimo di miliardesimo di grado. Tali prestazioni dovrebbero consentire a eLISA di raggiungere l’obiettivo finora sfuggito ai grandi interferometri a Terra.

Cosa avverrà quindi nei prossimi giorni? Subito dopo il lancio, Lisa Pathfinder sarà posizionata in un’orbita di parcheggio transitoria e leggermente ellittica. A questo punto, la sonda utilizzerà i suoi propulsori per raggiungere, dopo sei settimane, la posizione finale ad una distanza dalla Terra di circa 1.5 milioni di chilometri in orbita intorno a quello che è chiamato punto di Lagrange, in condizione di equilibrio gravitazionale tra Sole e Terra. Da questo momento passeranno ancora circa tre mesi per il set-up e la calibrazione di tutti gli apparati; dopo di che, nel marzo 2016 – mentre in varie Università e Istituti in tutto il mondo si celebrerà il centenario della pubblicazione della Relatività Generale – sulla sonda inizierà la fase scientifica della missione.

Una missione che vede un’importante partecipazione dell’Asi (Agenzia spaziale italiana) e dell’Infn (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare); nonché un rilevante contributo italiano, sia scientifico che tecnologico: i sensori inerziali di alta precisione sono stati realizzati dall’Asi con prime contractor industriale CGS (Compagnia Generale per lo Spazio) su progetto scientifico dei ricercatori dell’Università di Trento con a capo il Principal Investigator Stefano Vitale, dell’Infn; alla missione partecipa anche il: mentre il sistema di micro-propulsione a gas freddo è uno dei contributi di Selex ES (gruppo Finmeccanica). Poi c’è il lanciatore Vega, un prodotto dell’industria italiana, ideato e realizzato dalla Avio e giunto ormai al suo sesto lancio.

«A questo punto – ha dichiarato il presidente dell’ASI, Roberto Battiston – se ci sono, come la teoria di Einstein prevede, difficilmente potranno passare inosservate: le onde gravitazionali sono l’ultima frontiera dell’astrofisica, la traccia a tutt’oggi inafferrabile della forza più elusiva che permea il nostro Universo. Elusiva al punto che solo quando da tranquille onde diventano veri e propri tsunami – a seguito di eventi gravitazionalmente catastrofici come, per esempio, la collisione fra due buchi neri – 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».

© RIPRODUZIONE RISERVATA

I commenti dei lettori