Magnetically induced forces during LISA Pathfinder in-flight operations
L Zaragoza, Juan Pedro · 2020
Les ones gravitatories van ser predites per Albert Einstein l'any 1915 dintre del marc de la teoria de la Relativitat General. Segons aquesta teoria, la qual representa la vigent comprensio de la interaccio gravitatoria, moviments violents en sistemes de grans quantitats de massa generen pertorbacions que es propaguen en l'espai i el temps, transportant amb elles energia del sistema originari. L'any 2015, La col·laboracio LIGO va revolucionar el mon de la fisica amb el seu anunci de la deteccio de les ones gravitacionals produides per la violenta col·lisio de dos forats negrets. Els detectors terrestres com LIGO veuen limitada la seva capacitat de deteccio a frequencies per sota dels Hertz degut al soroll sismic i d'origen huma. Per aquesta rao l'Agencia Espacial Europea (ESA) ha decidit posar en orbita un observatori d'aquestes caracteristiques a la decada del 2030. Previament, i per tal de provar la tecnologia necessaria, el Desembre de 2015 es llenca el satel·lit LISA Pathfinder (LPF), una missio que tenia com a objectiu posar a prova les tecnologies necessaries per a la deteccio d'ones gravitatories a l'espai. Amb aquesta finalitat el satel·lit ha dut a terme una mesura pionera a l'espai. Es tracta de situar dues masses de prova separades 38 cm en una caiguda lliure nominalment perfecta, es a dir, que aquestes dues masses nomes es vegin afectades per la forca de la gravetat. Un interferometre laser mesura la distancia entre les dues masses, essent aquesta la principal mesura cientifica. Nombroses forces i diferents efectes poden pertorbar el moviment geodesic de les masses de prova. La tesi doctoral del candidat s'ha centrat en l'analisi de les dades del subsistema de diagnostic magnetic de LISA Pathfinder. L'objectiu final d'aquest subsistema es el de poder predir amb precisio la contribucio del soroll magnetic a la principal mesura cientifica del satel·lit. Les masses de prova estan fabricades amb un aliatge d'or i plati per tal de minimitzar el seu moment magnetic. Tot i aixo, la precisio de l'instrument es suficient per ser sensible a l'acoblament del camp magnetic ambiental amb el moment magnetic de les masses de prova, lo qual produeix forces sobre les masses de prova que l'interferometre pot mesurar. En aquesta tesi s'ha donat una visio de quins son els diferents mecanismes que produeixen aquestes forces magnetiques, s'ha estudiat l'evolucio del camp magnetic que afecta les masses de prova i s'han analitzat els experiments magnetics que es van dur a terme durant les operacions cientifiques del satel·lit. Tot aixo ha permes quantificar quina es la contribucio deguda als efectes magnetics a les fluctuacions en l'acceleracio relativa entre les dos masses de prova.