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Hilo: LISA (Laser Interferometer Space Antenna)

  1. #1
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    Predeterminado LISA (Laser Interferometer Space Antenna)

    Primeros resultados de LISA Pathfinder. LISA Pathfinder es un satélite de la Agencia Espacial Europea destinado a validar las tecnologías que se utilizarán en la futura misión LISA (Laser Interferometer Space Antenna)

    El objetivo de LISA será observar ondas gravitacionales mediante la puesta en órbita de un grupo de 3 satélites aplicando técnicas de interferometría láser que requieren mediciones de alta precisión. Pero en primer lugar y antes de lanzar los 3 satélites, el 2 de Diciembre de 2015 se lanzó LISA Pathfinder, una sonda espacial que debería permitir validar los acelerómetros capacitivos, los micro-aceleradores, los compensadores de empuje, los bancos ópticos y el resto de equipo científico del proyecto. LISA Pathfinder se encuentra situado a 1,5 millones de km de la Tierra, en una órbita de Lissajous alrededor del Punto de Lagrange L1 del sistema Sol-Tierra

    A esos 1,5 millones de kilómetros de la Tierra, protegidos dentro de LISA Pathfinder, dos cubos de oro y platino de 4,6 centímetros han llegado a un estado casi perfecto de quietud, sujetos a apenas nada más que la pura fuerza de la gravedad, a medida que orbitan alrededor del Sol. Todas las demás influencias que podrían causar que los cubos se movieran –empujones de las moléculas, rayos cósmicos incidentes y vacilantes campos electromagnéticos– solo combinan la fuerza colectiva equivalente de aproximadamente el peso de un solo virus. Según Stefano Vitale, el físico a cargo del "paquete tecnológico" de LISA Pathfinder, el secreto de la estabilidad extrema del experimento es su enfoque de no intervención. Los cubos de oro-platino "no tienen ningún contacto mecánico con nada; el vacío es todo lo que les rodea" "El truco fundamental es que en lugar de empujar estas masas de prueba a seguir los movimientos de la nave espacial, empujamos la nave espacial".

    Electrodos dispuestos dentro de la cámara interior aislada de la nave espacial detectan las posiciones de los cubos que flotan libremente, ocasionalmente desencadenando el suave disparo de micro-impulsores para mantenerlos lejos de las paredes de LISA Pathfinder. Las maniobras son exquisitamente delicadas. Un millar de micro-impulsores apenas podrían mover una hoja de papel en la Tierra, pero la nave espacial de media tonelada solo lleva seis. Los cubos se estabilizan aún más por impulsos periódicos de luz ultravioleta, que neutraliza cargas eléctricas infinitesimales que se acumulan a partir de los impactos de rayos cósmicos.

    Seis meses después del lanzamiento, la ESA ha hecho públicos los primeros resultados de la misión con el título "LISA Pathfinder supera las expectativas":

    “La misión LISA Pathfinder de la ESA ya ha demostrado la tecnología necesaria para construir un observatorio de ondas gravitatorias en el espacio. Esa ha sido la conclusión extraída de la presentación de resultados de la misión celebrada en el Centro Europeo de Astronomía Espacial (ESAC). La demostración de la tecnología necesaria para una futura misión de detección de ondas gravitatorias desde el espacio ha sido un éxito y, en palabras de Favio Favata, jefe de la Oficina de Coordinación del Directorado de Ciencia de la ESA, Europa entra en un campo nuevo, innovador y muy avanzado.

    Tras solo dos meses de operaciones científicas, los resultados muestran que los dos cubos alojados en la nave se encuentran en caída libre, bajo la influencia exclusiva de la gravedad y sin someterse a otras fuerzas externas, con una precisión más de cinco veces mayor de lo exigido inicialmente.

    En un artículo publicado hoy en Physical Review Letters LISA Pathfinder Results el equipo de LISA Pathfinder demuestra que las masas de prueba son prácticamente inmóviles una respecto de la otra, con una aceleración inferior a una diez millonésima de mil millonésima de la gravedad terrestre.

    La demostración de las tecnologías clave de la misión abre la puerta al desarrollo de un gran observatorio espacial, capaz de detectar ondas gravitatorias procedentes de una gran variedad de objetos exóticos en el Universo”

    Fuente: Lisa Pathfinder supera las expectativas



    Saludos.
    Última edición por Alriga; 07/08/2018 a las 11:34:31. Razón: Mejorar explicación
    "Das ist nicht nur nicht richtig, es ist nicht einmal falsch!"

  2. 6 usuarios dan las gracias a Alriga por este mensaje tan útil:

    Fortuna (08/06/2016),guibix (08/06/2016),Julián (08/06/2016),Malevolex (08/06/2016),Richard R Richard (09/06/2016),The Higgs Particle (08/06/2016)

  3. #2
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    Predeterminado Re: Primeros resultados de LISA Pathfinder

    Hola, el hilo me ha despertado nuevamente algunas dudas sobre la metodología de detección, algunas me fueron evacuadas en el hilo http://forum.lawebdefisica.com/threa...ight=ligo+onda, pero aqui se mezclan un par de cosas

    Los cubos permanecen en órbita L1 con respecto al sistema sol-tierra, pero cuales serán los otros dos puntos, también estables para formar un triángulo, recuerdo que L2 y L3 están sobre la misma recta que L1 entonces solo uno puede ser escogido para formar un triángulo, pero hay un inconveniente , tendrán a la tierra o al sol en medio, no podrán unirse por un interferómetro láser.

    así que la opción es L1 L4 y L5 , pero el triangulo formado no será equilátero ya que estos 2 últimos si forman cada uno con el sol y la tierra, un triángulo equilátero

    La otra opción cercana a un triángulo equilátero es L2,L4 y L5 la distancia entre L4-L5 es D1=\sqrt 3 R donde R el la distancia entre el sol y la tierra,

    y la distancia entre L2 y cualquiera sea L4 o L5 es L2-L4=L2-L5=> D2\approx\sqrt{\dfrac {3R^2}{4}+R^2\left (\dfrac 1 2+\sqrt[3]{\dfrac {M_T}{3M_S}}\right )^2}

    Es decir si el método se basa en la estabilidad de los puntos de Langrange, calculo similar se puede hacer con L3 de hecho lo han considerado como opción http://sci.esa.int/cosmic-vision/579...-wave-mission/

    D3\approx\sqrt{\dfrac {3R^2}{4}+R^2\left (\dfrac 3 2}\right )^2}=\sqrt 3 R

    osea la opción es L3 pero mandaron la nave a L1 ? no entiendo.... es lógico que obtener resultados desde el otro lado del sol requiere de algo de maña pero de un modo u otro deberán hacerlo.

    Por otro lado compensan los desvíos que la masa del satélite provoque sobre los cubos, pero no la interacción gravitatoria entre ambos cubos que es muy superior a "diez millonésima de mil millonésima de la gravedad terrestre" la he calculado en \notcien{9,275}{-11} g_T son 1000 veces superior a este valor.

    Quiero decir que veo todas las restantes correcciones muy precisas como para despreciar estos aspectos. Que de algún modo deben haber sido resueltos pero no vi ni en el video ni en la nota, ni en https://es.wikipedia.org/wiki/LISA_Pathfinder ni en http://sci.esa.int/lisa-pathfinder/ como han sido salvados.

    Que opinan, saludos
    Última edición por Richard R Richard; 09/06/2016 a las 03:51:22.
    Saludos \mathbb {R}^3

  4. #3
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    Predeterminado Re: Primeros resultados de LISA Pathfinder

    Richard, LISA-Pathfinder ha sido enviado a L1-Sol-Tierra porque ese es un lugar tranquilo para hacer los ensayos de los equipos que incorporarán los LISA definitivos.
    Pero los 3 satélites LISA que intentarán la detección de las ondas gravitacionales NO estarán ninguno de los tres en ningún Punto de Lagrange. (La relevancia de los puntos de Lagrange en este proyecto ha finalizado con el ensayo de LISA-Pathfinder)

    Cada uno de los 3 satélites LISA definitivos orbitará en torno al Sol. Se situarán formando un triángulo equilátero de 5 millones de km de lado cuyo centro estará en la órbita de la Tierra, siguiendo a ésta. El ángulo (Centro de Satélites)-(Sol)-(Tierra) será de 20º (Es decir, el centro del triángulo irá 20º detrás de la Tierra, a unos 50 millones de km de ella)

    En la Wikipedia hay una animación, el Sol en amarillo y la Tierra en azul:

    https://es.wikipedia.org/wiki/Laser_...ISA_motion.gif

    Y aquí lo explica con un par de dibujos: LISA

    De todas maneras tengo entendido que tanto la ubicación como la distancia entre los 3 satélites NO están todavía decididos al 100%, se están estudiando otras alternativas. Según dice aquí, (mira la Figura 1), Doing science with eLISA: Astrophysics and cosmology in the millihertz regime , al final probablemente solo habrá 2 brazos activos en vez de los 3 previstos inicialmente y la distancia entre satélites tal vez sea de 1 millon de km en vez de 5. Parece que todos estos posibles cambios se deben a que la NASA se ha retirado del proyecto original LISA, quedándose sola la ESA para su ejecución, rebautizando el proyecto como eLISA (Evolved Laser Interferometer Space Antenna)

    Aquí, a partir del minuto 03:30 también se ve una animación de las órbitas de los tres satélites:



    Saludos.

    - - - Actualizado - - -

    Cita Escrito por Richard R Richard Ver mensaje
    ... Por otro lado compensan los desvíos que la masa del satélite provoque sobre los cubos, pero no la interacción gravitatoria entre ambos cubos que es muy superior a "diez millonésima de mil millonésima de la gravedad terrestre" la he calculado en \notcien{9,275}{-11} g_T son 1000 veces superior a este valor ...
    Sobre este tema no he encontrado mucha información, tan sólo lo que dice Daniel Marín aqui:

    "Lograr que las dos masas permanezcan fuera de la influencia de aceleraciones externas no es nada sencillo, incluso en el espacio. LISA Pathfinder debe proteger las masas de la presión de radiación solar, el viento solar e incluso de micrometeoros. Además, las masas flotarán dentro de la nave sin contactos mecánicos, interferencias electromagnéticas o térmicas, e incluso se ha tenido en cuenta la débil fuerza gravitatoria entre las masas y el propio satélite. Para compensar estas fuerzas externas, LISA Pathfinder usará tres grupos propulsores a base de nitrógeno con un empuje del orden de micronewtons desarrollados originalmente para el observatorio Gaia"

    Ya está en órbita LISA Pathfinder, el prototipo de detector de ondas gravitatorias
    Última edición por Alriga; 09/06/2016 a las 15:11:31. Razón: Añadir comentario fuerza gravitatoria
    "Das ist nicht nur nicht richtig, es ist nicht einmal falsch!"

  5. 2 usuarios dan las gracias a Alriga por este mensaje tan útil:

    carroza (10/06/2016),Richard R Richard (09/06/2016)

  6. #4
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    Predeterminado Re: Primeros resultados de LISA Pathfinder

    Este mes se da por concluida la misión LISA Pathfinder, prototipo de demostración de la tecnología que utilizará la futura misión LISA (Laser Interferometer Space Antenna) para la detección de Ondas Gravitacionales. Se confirma el éxito de la misión y que la tecnología ha superado las expectativas, según la ESA:

    "La misión LISA Pathfinder de la ESA ha demostrado las tecnologías clave necesarias para detectar ondas gravitacionales desde el espacio. Para ello ha empleado masas de prueba en caída libre unidas por láser y aisladas de todo tipo de fuerzas internas y externas salvo la gravedad, algo imprescindible para medir cualquier posible distorsión causada por el paso de una onda gravitacional"

    "Con ello, "LISA Pathfinder concluirá su misión pionera a finales de este mes y LISA, la Antena Espacial por Interferometría Láser, que también es fruto de la colaboración internacional, pasará a una fase de estudio más detallado. Tres naves, en formación triangular y separadas por 2,5 millones de kilómetros, seguirán a la Tierra en su órbita alrededor del Sol"

    "Tras la selección, pueden llevarse a cabo el diseño y el cálculo de costes de la misión. Después, se propone su ‘adopción’ para dar comienzo a la construcción. El lanzamiento está previsto para 2034"

    La noticia en la web de la ESA: La misión sobre ondas gravitacionales sigue adelante

    En el mejor de los casos, ¡faltan todavía 17 años! Me voy deprimido

    Saludos.
    Última edición por Alriga; 22/06/2017 a las 16:23:43. Razón: Sintaxis
    "Das ist nicht nur nicht richtig, es ist nicht einmal falsch!"

  7. #5
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    Predeterminado Re: Primeros resultados de LISA Pathfinder

    La verdad sigue siendo un misterio para mi como se las van a arreglar para medir...,
    si para tener una órbita estable, van a tener a que estar siempre propulsados.
    Si bien imagino que por la elevada distancia entre naves, la onda puede hacer variar bastante el corrimiento o interferencia con respecto a lo que se mide en tierra.
    Por lo que las ondas van a ser detectadas fácilmente, pero a la vez si elevan la precisión deben mejorar el mantenimiento de las órbitas estables...ya que la longitud de onda es muy pequeña, para que de continuo no se de la interferencia por variación de la distancia relativa entre las naves.no poueden esta separadas \notcien{2.5 }{9}\pm  \notcien{250}{-9}m ni siquiera con micropropulsión, es algo que no me cierra, la gravedad de jupiter o cualquier planeta, cambia ese valor segundo a segundo. Espero que el coco todavía de vueltas y en 20 años siga funcionando para disfrutar de los resultados. Sin duda que solo en el tango "20 años no es nada"...

    noooo releyendo me di cuenta y tacho la burrada... lo importante no es la longitud entre satélites, cada uno de los satélites es un brazo, luego la diferencia de tiempos entre las señales de cada satélite es lo que indicaría la posición de la fuente,
    Última edición por Richard R Richard; 22/06/2017 a las 17:39:34. Razón: tachar burrada....
    Saludos \mathbb {R}^3

  8. #6
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    Predeterminado Programa TAIJI en el Espacio para Física de Ondas Gravitacionales

    China ha lanzado una iniciativa para competir con el Proyecto LISA de ESA-NASA: el interferómetro espacial TAIJI y prevé lanzarlo al espacio en 2033, es decir 1 año antes que las previsiones de lanzamiento de LISA para 1934.

    El programa Taiji se propone detectar ondas gravitacionales (GWs) con frecuencias que cubren el rango de 0.1 mHz a 1.0 Hz, con mayor sensibilidad en el rango alrededor de 0.01-1 Hz que LISA. El programa Taiji propone usar un triángulo de tres naves espaciales en órbita alrededor del Sol (ver figura)

    Nombre:  Taiji.jpeg
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Tamaño: 17,5 KB

    Alta estabilidad, control de posicionamiento de precisión, un medidor de fase de alta precisión y la estabilización de frecuencia son necesarios para la precisión necesaria entre cada pareja de naves espaciales. Para alcanzar una alta estabilidad termomecánica, es necesario orbitar el Sol, para estar siempre a la misma distancia aproximada de él.

    Los rayos láser se enviarán en ambos sentidos entre cada par de naves espaciales, y se medirán las diferencias en los cambios de fase entre los rayos láser transmitidos y recibidos en cada nave espacial. El diseño preliminar de la misión Taiji contempla separaciones de 3 millones de kilómetros entre las naves espaciales, y la fecha prevista de lanzamiento es alrededor de 2033.

    FINANCIACIÓN: Este trabajo está apoyado en parte por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China y por el Programa de Investigación de Prioridad Estratégica de la Academia China de Ciencias, así como por el Centro CAS para la Excelencia en Física de Partículas (CCEPP)

    Me parece genial la iniciativa, a ver si un cierto grado de competición entre LISA - TAIJI contribuye a estimular simultáneamente ambos proyectos.

    Fuente: The Taiji Program in Space for gravitational wave physics and the nature of gravity

    Permaneceremos atentos, saludos.
    Última edición por Alriga; 07/08/2018 a las 12:23:55.
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