Misiunea LISA Pathfinder a fost lansată ca un pas esențial pentru a demonstra și valida tehnologiile avansate necesare pentru viitoarea misiune LISA, având ca scop detectarea undelor gravitaționale prin măsurarea unor distorsiuni extrem de mici ale spațiu-timpului, cauzate de corpurile cerești masive. Pentru a realiza acest lucru, LISA are nevoie de instrumente capabile să detecteze modificări la scară comparabilă cu dimensiunea nucleului unui atom.

LISA Pathfinder a fost un prototip la scară redusă al unui braț al observatorului LISA. Acesta conținea două mase de test aflate în cădere liberă, ale căror poziții relative erau monitorizate cu o precizie extremă folosind interferometrie laser bazată pe o arhitectură heterodină Mach-Zehnder. Senzorii capacitivi măsurau deplasarea dintre masele de test, iar aceste date erau folosite într-un sistem de control care ajusta micro-propulsoarele pentru a menține nava spațială perfect centrată în jurul maselor, creând astfel un mediu neperturbat (drag-free).

Perspectivă detailată a satelitului LISA Pathfinder 

Un aspect cheie al LISA Pathfinder a fost designul integrat al satelitului, unde însăși sarcina utilă dicta controlul atitudinii navei, asigurând o aliniere precisă. Misiunea a purtat două instrumente principale: Pachetul Tehnologic LISA (LTP), dezvoltat de parteneri europeni, care adăpostea masele de test și servea atât ca oglinzi pentru interferometru, cât și ca referințe inerțiale pentru sistemul de control; și Sistemul de Reducere a Perturbărilor (DRS), furnizat de NASA, care contracara activ forțele externe, cum ar fi presiunea radiației solare, ce ar fi putut perturba traiectoria navei spațiale.

Pachetul tehnologic al LISA Pathfinder, cu cele două mase inerțiale și centrul de asamblare

Lansată pe 3 decembrie 2015, din Guyana Franceză, la bordul unei rachete Vega, LISA Pathfinder a intrat inițial pe o orbită eliptică de parcare, după care și-a folosit sistemul propriu de propulsie pentru a ajunge pe o orbită halo stabilă în jurul punctului Lagrange 1 Soare-Pământ, la aproximativ 1,5 milioane de kilometri de Pământ. Misiunea și-a început oficial operațiunile științifice pe 1 martie 2016, cu o durată inițială planificată de șase luni. Datorită succesului său, misiunea a fost prelungită și a continuat să colecteze date valoroase până pe 30 iunie 2017

În ansamblu, realizările LISA Pathfinder au confirmat fezabilitatea tehnologiei care asigura detecțiile neperturbate și a tehnicilor ultra-precise de măsurare esențiale pentru misiunea completă LISA, deschizând calea pentru acest nou observatoar spațial de unde gravitaționale.

Călătoria misiunii LISA Pathfinder între lansare și punctul Lagrange 1

Sursă foto: https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2015/10/LISA_Pathfinder_s_journey