Revista >> Septembrie 2019 [Nr. 217] >> Cover Story

Misiunea LISA, contribuția românească și începutul unei noi ere în astrofizică

Alexandru Batali

23 Septembrie 2019

Câștigurile participării
Prin participarea Institutului de Științe Spațiale la Misiunea LISA, cercetarea și industria spațială românească vor înregistra câștiguri pe termen lung. Care sunt principalele beneficii identificate de directorul ISS? „În primul rând este o onoare, o provocare şi o responsabilitate deosebită să facem parte din cea mai mare misiune internaţională a ESA, ce ne motivează să valorificăm superior capabilitățile institutului și să menţinem resursele umane şi financiare la un nivel înalt pe tot parcursul pregătirii şi desfăşurării sale efective. Prezenţa în această colaborare atrage cooptarea noastră şi în alte proiecte de top şi în misiuni spaţiale de calibru, cum este de pildă Voyager, ce va continua din 2050 Misiunea LISA. Suntem într-o reţea şi într-un club foarte select, care ne permite să avem acces la cercetări de pionierat, care vor schimba istoria ştiinţei!”

Pe verticală ştiinţifică, ISS se va confrunta cu provocarea de a consolida şi perfecţiona cele 3 echipe care deservesc LISA, de a crea o masă critică de specialişti performanţi, cu competenţe avansate pe nişele acoperite de institut în această misiune. „Atragerea şi formarea resursei umane înalt calificate, dezvoltarea de echipe multi şi interdisciplinare, axate pe temele fierbinţi din domeniul undelor gravitaţionale, face parte dintr-un plan de dezvoltare instituţională pe termen lung, ce prevede cooptarea ISS în misiuni asemănătoare LISA şi nu numai. Pentru ducerea la bun sfârşit a activităţilor asumate, vom implica în proiect şi alte institute româneşti de pe platforma Măgurele sau din ţară, precum IMT Bucureşti”, ne spune dr. Sorin Zgură.

Pe orizontală, ISS va contribui la dezvoltarea industriei spaţiale româneşti, prin implicarea furnizorilor autohtoni, orientați iniţial pe Misiunea LISA, şi ulterior pe alte misiuni ale ESA în care vor fi angrenaţi. „În contractele câştigate de ISS vor fi antrenate firme româneşti, care vor face diverse componente specifice, în conformitate cu cerinţele misiunii LISA. Conceptele, demonstratoarele vor fi realizate de ISS, iar echipamentele efective de zbor, care vor trebui să reziste în condiţiile specifice spaţiului, vor fi concepute de industria noastră locală, contribuind astfel la dezvoltarea competențelor sale tehnologice - un câştig incontestabil pentru ţara noastră. Un alt beneficiu major va fi dat de faptul că produsele şi tehnologiile realizate vor rămâne în proprietatea institutelor, universităţilor și companiilor fiecărei ţări care contribuie la Misiunea LISA, ESA cedând drepturile de proprietate intelectuală.” Industria va realiza diverse module de electronică şi sisteme optice ce vor fi integrate în senzorul conceput de ISS sau va contribui la simularea şi testarea modului de comportare al senzorului în condiţii specifice spaţiului. Nu în ultimul rând, o serie de companii vor califica pentru zbor componentele şi echipamentele folosite.
Un aspect important al LISA va fi cel de outreach, prin care se urmărește creșterea gradului de conştientizare a importanţei acestei misiuni. „Întotdeuna misiunile şi experimentele mari au deschis căi de gândire şi cunoaştere pentru ştiinţă, printr-o popularizare foarte bună. E important ca populaţia să înțeleagă că banii sunt cheltuiţi în cercetare cu folos şi, poate mai important, să menţinem focul viu al cunoaşterii în mintea şi sufletul oamenilor, să-l aprindem în cei tineri, să le trezim curiozitatea, apetitul pentru ştiinţă şi explorare. Aselenizarea a fost prima acţiune de PR puternică care a dărâmat bariere ideologice puternice şi a deschis multe porţi în rândul maselor. Pe tot parcursul misiunii LISA voi încerca să transmit din mândria implicării unui institut de cercetare românesc într-una din cele mai importante misiuni spaţiale ale Planetei noastre”, precizează directorul ISS.

Plasat în avangarda cercetărilor din domeniul undelor gravitaţionale, Institutul de Științe Spațiale de la Măgurele are oportunitatea unică de a contribui la scrierea unui capitol esenţial din istoria ştiinţei şi tehnicii și de a pune România pe harta celor mai mari misiuni spațiale inițiate vreodată de omenire. ISS va aduce o contribuție semnificativă la reușita unei misiuni revoluționare, care ne va dezvălui mai multe despre universul întunecat, găurile negre și universul timpuriu, poate chiar despre Big Bang, ajutându-ne să înțelegem mai bine începutul, evoluția și structura Universului.

***

Undele gravitaţionale şi zorii unei noi ere ştiinţifice

Undele gravitaţionale sunt nişte vibraţii ale conţinutului spaţiu-timp care se propagă cu viteza luminii prin Univers. În urmă cu aproximativ 100 de ani, Albert Einstein vorbea în premieră despre existenţa undelor gravitaţionale, dar nu avea dovezile necesare pentru a-și demonstra teoria. Fizicienii Rainer Weiss, Barry Barish și Kip Thorne au reuşit să teoretizeze ceea ce anticipa Einstein. Aceştia au descoperit că între două găuri negre, undele gravitaționale pot fi detectate prin urmărirea fluctuațiilor în spațiu și timp. Cei trei fizicieni au adus contribuții decisive și la perfecționarea detectorului LIGO (Laser Interferometer Gravitaţional Wave Observatory) din SUA (observator folosit în fizică ca instrument astronomic pentru detectarea undelor gravitaționale cosmice și pentru a dezvolta observațiile gravitaționale) şi VIRGO din Italia. Undele gravitaţionale au fost observate pentru prima dată pe 14 septembrie 2015, cu ajutorul detectorului LIGO, ele fiind generate de coliziunea dintre două găuri negre de masă medie.
„Undele gravitaționale sunt echivalentul gravitaţional al undelor electromagnetice, cu care suntem mai familiarizaţi, având însă ca sursă câmpul gravitaţional. Suntem la începutul naşterii şi cunoaşterii unui domeniu nou, cel gravitaţional, practic într-un moment similar celui în care se afla Hertz când proba existența undelor electromagnetice. Descoperirea undelor gravitaționale va determina apariţia spectoscropiei gravitaţionale, echivalentul spectoscropiei electromagnetice pentru câmpul gravitaţional, și va deschide posibilitatea explorării Cosmosului şi a Spaţiului, a unui nou set de fenomene inaccesibile până acum. Apare o nouă fereastră, o nouă metodă de investigare şi de cunoaştere a Universului şi se prefigurează era de aur a astrofizicii”, remarcă dr. Eugeniu Popescu.
„Dacă înainte astronomia era făcută cu ajutorul unui singur tip de particulă, şi anume fotonul, în mai multe lungimi de undă, iar mai nou se încearcă folosirea neutrinului, a astroparticulelor, dintr-o dată avem la dispoziţie un nou instrument, ce permite efectuarea de observaţii complementare. Majoritatea masei din Univers este atribuită energiei şi materiei întunecate şi până în prezent nu au existat instrumente suficient de sensibile să vadă ce este în jurul obiectelor inaccesibile. Prin intermediul instrumentelor de detectare a undei gravitaţionale vom fi brusc capabili să observăm toate aceste sisteme inaccesibile şi nevăzute până acum. Se vor putea observa şi analiza unele dintre cele mai violente (şi timpurii) evenimente din Univers, se vor obţine noi informaţii despre obiectele şi evenimentele cosmice care produc undele gravitaţionale, vom avea acces la noi date despre modul de formare a Universului”, nuanțează dr. Laurențiu Caramete.
Detectarea terestră a undelor gravitaţionale limita categoria de evenimente şi obiecte ce puteau fi descoperite şi analizate și era afectată de factorii perturbatori existenți pe Pământ. Detectarea lor din spaţiu, posibilă prin intermediul lansării misiunii LISA, va lărgi considerabil posibilităţile de explorare a undelor gravitaţionale şi a Universului.