La UPC en la misión LISA: el primer observatorio de ondas gravitacionales del espacio
Interpretación artística de los satélites de la misión LISA en el sistema solar observando ondas gravitacionales de una galaxia distante. Imagen: Universidad de Florida/Simon Barke (CC BY 4.0).
Investigadores del Departamento de Ingeniería Electrónica de la UPC participan en la misión Laser Interferometer Space Antenna (LISA) de la Agencia Espacial Europea (ESA), que instalará en el espacio el primer observatorio de ondas gravitacionales.
29/01/2024
La Agencia Espacial Europea (ESA) ha aprobado la misión Laser Interferometer Space Antenna (LISA), el primer esfuerzo científico por detectar y estudiar ondas gravitacionales desde el espacio. La ESA reconoce mediante este paso, formalmente llamado “adopción”, que el concepto y la tecnología de la misión están suficientemente avanzados y da luz verde para construir los instrumentos y la nave espacial. Estos trabajos empezarán en enero del 2025, una vez elegido un contratista industrial europeo.
Pero la misión LISA no es sólo una nave espacial, sino una constelación de tres que seguirán la órbita de la Tierra alrededor del Sol, formando un triángulo equilátero extremadamente preciso en el espacio. Cada lado del triángulo tendrá 2,5 millones de kilómetros de longitud (más de seis veces la distancia entre la Tierra y la Luna), y las naves intercambiarán rayos láser a lo largo de esa distancia. El lanzamiento de las tres naves espaciales está previsto para 2035, en un cohete Ariane 6.
En la misión participan los investigadores del Departamento de Ingeniería Electrónica de la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC) Juan Ramos-Castro, Manuel M. Domínguez-Pumar, Vicente Jiménez, Joan Pons y Xavier Manyosa, que está realizando la tesis doctoral. "Hemos participado en el diseño de los subsistemas de diagnóstico térmico y magnético de la misión", afirma Juan Ramos. “Esta misión ha tenido como precursora a la anterior LisaPathfinder, lanzada en 2015, donde ensayamos algunas de las tecnologías que deben desarrollarse ahora”.
Actualmente, este equipo, vinculado a la Escuela de Telecomunicación de Barcelona (ETSETB), colabora con los científicos del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC) en el diseño de nuevos sensores magnéticos basados en tecnologías MEMS que podrían desarrollarse para la misión LISA u otras futuras. Por otro lado, también están participando en los diseños de sensores de temperatura de muy alta sensibilidad, que irán dentro del sistema de supervisión del detector de ondas gravitacionales de la misión LISA. "Estos sensores tendrán capacidad para detectar cambios de temperatura inferiores al microkelvin", asegura Ramos.
LISA captará las ondas en el espacio-tiempo provocadas por la colisión de enormes agujeros negros en los centros de las galaxias de todo el Universo. Esto permitirá rastrear el origen de estos objetos, representar su crecimiento hasta alcanzar millones de veces más masa que la del Sol y determinar su función en la evolución de las galaxias.
Poner sonido en la película del universo
La misión está preparada para capturar el sonido gravitacional en los momentos iniciales de nuestro universo, que predicen las teorías actuales, y ofrecer un indicio directo de los primeros segundos después del Big Bang. Además, dado que las ondas gravitacionales contienen información sobre la distancia de los objetos que las emitieron, LISA ayudará al equipo a medir el cambio en la expansión del Universo con un criterio diferente de las técnicas utilizadas por la misión espacial Euclid y otros estudios, validando sus resultados.
En nuestra galaxia, LISA detectará muchos objetos compactos fusionándose, como enanas blancas o estrellas de neutrones, y nos brindará una visión única de las etapas finales de la evolución de estos sistemas. Al identificar su posición y distancias, LISA mejorará nuestra comprensión de la estructura de la Vía Láctea.
Liderada por la ESA, la misión LISA cuenta con la colaboración de la NASA y de un consorcio internacional de científicos y científicas. La aportación de España está liderada por el Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC) junto con el Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universidad de Barcelona (ICCUB) y la UPC, a través de los investigadores miembros del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC).
