La scoperta delle onde gravitazionali da parte dell'esperimento LIGO nel 2015 ha suscitato increspature nella comunità scientifica. Originariamente previsto dalla Teoria della relatività generale di Einstein, la conferma di queste onde (e due successive rilevazioni) ha risolto un mistero cosmologico di vecchia data. Oltre a piegare il tessuto dello spazio-tempo, è ormai noto che la gravità può anche creare perturbazioni che possono essere rilevate a miliardi di anni luce di distanza.
Cercando di capitalizzare queste scoperte e condurre nuove ed eccitanti ricerche sulle onde gravitazionali, l'Agenzia spaziale europea (ESA) ha recentemente dato il via libera alla missione Laser Interferometer Space Antenna (LISA). Composta da tre satelliti che misureranno le onde gravitazionali direttamente attraverso l'interferometria laser, questa missione sarà il primo rivelatore di onde gravitazionali basato sullo spazio.
Questa decisione è stata annunciata ieri (martedì 20 giugno) durante una riunione del comitato del programma scientifico dell'ESA (SPC). La sua implementazione fa parte del piano Cosmic Vision dell'ESA - l'attuale ciclo di pianificazione a lungo termine dell'agenzia per le missioni di scienze spaziali - che è iniziato nel 2015 e durerà fino al 2025. È anche in linea con il desiderio dell'ESA di studiare il " universo invisibile “, una politica adottata nel 2013.
A tale scopo, i tre satelliti che compongono la costellazione LISA verranno dispiegati in orbita attorno alla Terra. Una volta lì, assumeranno una formazione triangolare - distanti 2,5 milioni di km (1,55 milioni di mi) di distanza - e seguiranno l'orbita terrestre attorno al Sole. Qui, isolati da tutte le influenze esterne tranne la gravità terrestre, si collegheranno l'un l'altro con il laser e inizieranno a cercare piccole perturbazioni nel tessuto dello spazio-tempo.
Proprio come il funzionamento dell'esperimento LIGO e di altri rilevatori di onde gravitazionali, la missione LISA farà affidamento sull'interferometria laser. Questo processo consiste in un fascio di energia elettromagnetica (in questo caso un laser) che viene diviso in due e quindi ricombinato per cercare schemi di interferenza. Nel caso di LISA, due satelliti svolgono il ruolo di riflettori mentre il restante è sia la fonte dei laser sia l'osservatore del raggio laser.
Quando un'onda gravitazionale attraversa il triangolo stabilito dai tre satelliti, la lunghezza dei due raggi laser varierà a causa delle distorsioni spazio-temporali causate dall'onda. Confrontando la frequenza del raggio laser nel raggio di ritorno con la frequenza del raggio inviato, LISA sarà in grado di misurare il livello di distorsione.
Queste misurazioni dovranno essere estremamente precise, poiché le distorsioni che stanno cercando influenzano il tessuto dello spazio-tempo sul livello più minuscolo - pochi milionesimi di milionesimo di metro su una distanza di un milione di chilometri. Fortunatamente, la tecnologia per rilevare queste onde è già stata testata dalla missione LISA Pathfinder, che è stata implementata nel 2015 e concluderà la sua missione alla fine del mese.
Nelle prossime settimane e mesi, l'ESA esaminerà il progetto della missione LISA e completerà una valutazione dei costi. Se tutto procede come previsto, la missione verrà proposta per "adozione" prima dell'inizio della costruzione e si prevede che sarà lanciata entro il 2034. Nella stessa riunione, l'ESA ha anche adottato un'altra missione importante che sarà alla ricerca di esopianeti nei prossimi anni .
Questa missione è nota come missione PLAnetary Transits and Oscillations of stars, o PLATO,. Come Keplero, questa missione monitorerà le stelle all'interno di ampie sezioni del cielo per cercare piccoli cali nella loro luminosità, che sono causati dai pianeti che passano tra la stella e l'osservatore (cioè il metodo di transito). Inizialmente selezionata nel febbraio 2014, questa missione si sta ora spostando dalla fase del progetto alla costruzione e verrà lanciata nel 2026.
È un momento emozionante per l'Agenzia spaziale europea. Negli ultimi anni si è impegnato in molteplici sforzi nella speranza di mantenere l'impegno dell'Europa e la sua continua presenza nello spazio. Questi includono lo studio dell '"universo invisibile", il montaggio di missioni sulla Luna e su Marte, il mantenimento di un impegno per la Stazione Spaziale Internazionale e persino la costruzione di un successore dell'ISS sulla Luna!
