Met een druk op de knop, de laatste commando's voor de LISA Pathfinder-missie van het European Space Agency werden op 18 juli naar de ruimte gestraald, een laatste afscheid voordat het ruimtevaartuig werd uitgeschakeld.

LISA Pathfinder was in april in een parkeerbaan gestuurd, om het uit de buurt van de aarde te houden. De laatste actie deze week schakelt het volledig uit na een succesvolle 16 maanden van wetenschappelijke metingen.

Hoewel sommige ruimtevaartuigen flitsend zijn, nooit stil zitten terwijl ze door het zonnestelsel razen, LISA Pathfinder was zo stabiel als ze komen - letterlijk.

Het bevatte een bewegingsdetector uit het ruimtetijdperk die zo gevoelig was dat hij moest worden beschermd tegen de kracht van fotonen van de zon. Dat werd mogelijk gemaakt dankzij een systeem van stuwraketten die kleine reactiekrachten op het ruimtevaartuig uitoefenden, waardoor de kracht van de zon wordt opgeheven en het ruimtevaartuig binnen 10 nanometer van een ideale zwaartekrachtbaan kan blijven.

Deze vereisten voor Pathfinder waren zo uitdagend en uniek dat LISA Pathfinder met twee onafhankelijke systemen vloog op basis van verschillende ontwerpen - een geleverd door NASA en een door ESA - en met beide tests heeft uitgevoerd tijdens zijn 16 maanden durende missie.

"We probeerden het zo stabiel te houden als de breedte van een DNA-helix, " zei John Ziemer, systemen leiden voor het Amerikaanse boegschroefsysteem bij NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië. "En van daaruit gingen we naar de breedte van een deel van een DNA-helix."

JPL leidde de ontwikkeling van het boegschroefsysteem, formeel het Space Technology 7 Disturbance Reduction System (ST7-DRS) genoemd. De stuwraketten zijn ontwikkeld door Busek Co., Inc., Natik, Massachusetts, met technische ondersteuning van JPL. Tijdens de Amerikaanse operatiefase, Pathfinder werd bestuurd met behulp van algoritmen die zijn ontwikkeld door ST7-teamleden in het Goddard Space Flight Center van NASA in Greenbelt, Maryland. Dit besturingssysteem nam input van de Europese sensoren en stuurde commando's naar de stuwraketten om het ruimtevaartuig nauwkeurig langs zijn pad te leiden.

JPL voltooide de primaire missie-experimenten in de herfst van 2016. In maart en april van dit jaar, ze gingen door met het valideren van de algoritmen die werden gebruikt bij het stabiliseren van het ruimtevaartuig. Ze verbeterden ze door een aantal tests.

"Het belangrijkste doel voor ons was om te laten zien dat we het ruimtevaartuig sleepvrij kunnen vliegen, " zei Ziemer. "De belangrijkste kracht op het ruimtevaartuig komt van de zon, van fotonen met een extreem kleine kracht die het ruimtevaartuig subtiel kan verplaatsen."

Dus waarom iets bouwen dat zo gevoelig is om mee te beginnen?

LISA Pathfinder was slechts een startpunt. De missie werd geleid door ESA als een soort springplank, het bewijzen van de technologie die nodig is voor een nog ambitieuzer plan, de Laser Interferometer Space Antenna (LISA):een drietal ruimtevaartuigen dat wordt voorgesteld om in 2034 te lanceren. Elk ruimtevaartuig houdt zo stil mogelijk, ze zouden de rimpelingen kunnen detecteren die door de ruimte worden uitgezonden door het samensmelten van zwarte gaten.

Deze rimpelingen, bekend als zwaartekrachtsgolven, zijn de afgelopen jaren een bron van intense wetenschappelijke belangstelling geweest. Het op de grond gebaseerde Laser Interferometry Gravitational Wave Observatory heeft in 2015 voor het eerst zwaartekrachtsgolven gedetecteerd.

Maar er is een grotere rol weggelegd voor stuwraketten zoals die op LISA Pathfinder. Ziemer zei dat de werking van superstabiele stuwraketten kan dienen als alternatief voor reactiewielen, de huidige standaard voor roterende en wijzende ruimtevaartuigen.

"Dit soort technologie kan essentieel zijn voor ruimtetelescopen, "Zemer zei. "Ze zouden ze mogelijk voldoende stil kunnen houden om exoplaneten in beeld te brengen, of laat formatievliegen van een reeks ruimtevaartuigen toe."

De stuwraketten zijn een activerende technologie, het openen van een omvang van precisie die gewoon niet eerder beschikbaar was.