El 7 de diciembre LISA Pathfinder inició la fase ampliada de su misión, seis meses adicionales durante los cuales científicos e ingenieros llevarán el experimento al límite en preparación para el futuro observatorio espacial de ondas gravitacionales de la ESA.

LISA Pathfinder, una misión de demostración para validar tecnologías importantes para observar ondas gravitacionales (fluctuaciones en el tejido del espacio-tiempo) desde el espacio, se lanzó hace poco más de un año, el 3 de diciembre de 2015.

Después de un viaje de seis semanas, la nave espacial alcanzó su órbita operativa alrededor del primer punto de Lagrange Sol-Tierra, L1 - 1,5 millones de km de la Tierra hacia el Sol - a finales de enero. Allí, tras la puesta en servicio de la instrumentación de a bordo, LISA Pathfinder inició su misión científica el 1 de marzo.

Para sorpresa del equipo, no tomó tanto tiempo como se esperaba lograr el objetivo de la misión:demostrar que dos masas de prueba, un par de cubos idénticos de oro y platino, se pueden colocar en la caída libre más precisa jamás realizada. De hecho, el nivel de precisión deseado ya se obtuvo en el primer día de las operaciones científicas de LISA Pathfinder.

Durante los meses siguientes, los científicos e ingenieros siguieron mejorando el rendimiento del experimento. Describieron estos primeros resultados, incluyendo un análisis de las fuentes residuales de perturbación en el movimiento de caída libre casi perfecto de los cubos, en un artículo publicado a principios de junio en Cartas de revisión física .

Luego, el 25 de junio, la primera fase de operaciones, utilizando el paquete de tecnología LISA (LTP), Se completó. El LTP es una carga útil europea que consta de las masas de prueba, sensores inerciales, e interferómetro láser, y utiliza una serie de propulsores de micronewton de gas frío para mover el satélite y mantenerlo centrado en los cubos, en respuesta a fuerzas externas e internas que los azotan.

Las operaciones continuaron con el Sistema de Reducción de Perturbaciones (DRS) de la NASA, un experimento adicional que recibe información de medición de los sensores inerciales del LTP pero emplea sus propios propulsores de micronewton basados ​​en tecnología coloidal.

Tras la finalización de las operaciones de DRS, la misión ampliada de LISA Pathfinder comenzó el 7 de diciembre de 2016, a las 09:00 CET (08:00 UTC). Durará hasta el 31 de mayo de 2017, haciendo uso de las cargas útiles LTP y DRS.

"Hasta aquí, hemos estado ocupados demostrando el rendimiento de LISA Pathfinder, que ha ido mejorando constantemente con el paso del tiempo, "dice Paul McNamara, Científico del proyecto LISA Pathfinder en la ESA, "pero ahora podemos pasar los próximos seis meses aprendiendo todo lo que necesitamos saber para construir y operar un observatorio de ondas gravitacionales en el espacio".

El pasado octubre, La ESA emitió una convocatoria invitando a científicos europeos a proponer conceptos para la tercera gran misión (L3) en su plan Cosmic Vision. que será un observatorio espacial para estudiar el Universo gravitacional. Se espera que la selección tenga lugar en el primer semestre de 2017, con una fase preliminar de estudio interno prevista para más adelante en el año.

El futuro observatorio detectará ondas gravitacionales con frecuencias desde 1 Hz hasta 0,1 mHz. Estos son alrededor de cien a un millón de veces más bajos que las frecuencias de ondas que se pueden medir con experimentos en tierra como el Observatorio de ondas gravitacionales con interferómetro láser (LIGO), que obtuvo la primera detección directa de ondas gravitacionales en septiembre de 2015.

Durante la misión ampliada de LISA Pathfinder, El equipo llevará a cabo una serie de experimentos de larga duración para caracterizar mejor el desempeño de la misión, especialmente en las frecuencias más bajas que serán probadas por el futuro observatorio.

"Estamos encantados de superar los límites de LISA Pathfinder, un laboratorio de física único en el espacio que nos da la confianza de que definitivamente podemos construir un observatorio espacial de ondas gravitacionales ", dice Oliver Jennrich, Científico adjunto de la misión LISA Pathfinder y científico del estudio L3 en la ESA.

Una de las operaciones que se intentará en las próximas semanas se refiere a las maniobras de mantenimiento de posición que los operadores de la misión han estado realizando regularmente para mantener el satélite en su órbita operativa.

LISA Pathfinder orbita alrededor de L1, pero si se deja desatendido, lentamente se alejaría del punto lagrangiano bajo la atracción gravitacional de la Tierra. Para evitar eso, es suficiente encender los propulsores de micro-newton una vez cada una o dos semanas.

Entre el 25 de diciembre y el 14 de enero, sin embargo, el equipo decidió no aplicar maniobras de corrección. Esto permitirá a los científicos realizar experimentos ininterrumpidos durante casi tres semanas, explorando lo que sucede en el rango de frecuencias muy bajas que son de interés para detectar ondas gravitacionales desde el espacio.

Otro experimento se refiere a frecuencias ligeramente más altas, alrededor de 1–60 mHz. En estas frecuencias, la principal fuente de perturbación parecen ser las moléculas de gas que están presentes en los recintos de la masa de prueba y que rebotan en los dos cubos, un efecto que se ha ido reduciendo a medida que se ventilan más moléculas al espacio.

El equipo ahora tiene curiosidad por ver si hay fuentes adicionales de ruido al acecho debajo. algo que será importante para la futura misión L3. Una forma posible de probar esto implica simplemente esperar hasta que la mayoría de las moléculas se ventilen al espacio, pero hay una alternativa:apagar muchos de los calentadores a bordo, reduciendo la temperatura en diez grados, y reduciendo así la presión dentro del recinto. El equipo llevará a cabo este experimento a finales de enero.

Estos son algunos ejemplos de la variedad de experimentos que se llevarán a cabo durante la misión extendida de LISA Pathfinder. Finalmente, al final de la misión, la nave espacial será empujada suavemente hacia una órbita heliocéntrica.