Gravity Probe B

Gravity Probe B
Ilustracja
Gravity Probe B ze złożonymi panelami słonecznymi
Inne nazwy

GP-B

Indeks COSPAR

2004-014A

Zaangażowani

NASA

Rakieta nośna

Delta II 7920-10

Miejsce startu

Vandenberg Air Force Base, Stany Zjednoczone

Orbita (docelowa, początkowa)
Perygeum

641 km

Apogeum

645 km

Okres obiegu

97,6 min

Nachylenie

90°

Czas trwania
Początek misji

20 kwietnia 2004 16:57:26 UTC

Koniec misji

grudzień 2010

Wymiary
Masa całkowita

3145 kg[1]

Gravity Probe B (GP-B) – amerykańska misja badawcza rozpoczęta w 2004, której celem było zmierzenie krzywizny czasoprzestrzeni w okolicach Ziemi, w szczególności tensora napięć-energii, co pozwoliło na przetestowanie dokładności ogólnej teorii względności. Zmierzony efekt geodezyjny „wynosił” −6601,8±18,3 milisekund kątowych/rok, a efekt wleczenia czasoprzestrzeni za Ziemią −37,2±7,2 milisekund kątowych/rok, gdy tymczasem wartości przewidywane przez OTW to odpowiednio −6606,1 milisekund kątowych/rok i −39,2 milisekund kątowych/rok[2].

Gravity Probe B był finansowany przez NASA, realizowany przez firmę Lockheed Martin i zarządzany przez wydział fizyki Stanford University.

Zasada działania

Eksperyment został przeprowadzony za pomocą czterech żyroskopów umieszczonych na satelicie oraz teleskopu referencyjnego, skierowanego na IM Pegasi[3][4], układ podwójny w gwiazdozbiorze Pegaza. Ponieważ orbita satelity przebiega nad biegunami, zakrzywienie i wleczenie wywołują efekty w dwóch prostopadłych kierunkach, to zmierzono je niezależnie.

Same żyroskopy są najbardziej kulistymi obiektami wytworzonymi przez ludzkość. Wykonane są z kwarcu[4] pokrytego cienką warstwą niobu. Ich średnica wynosi 1,5 cala[5] (niecałe 4 cm), a nierówności na ich powierzchni mają wysokość poniżej 40 atomów[5][4]. Obracały się w termosie (o pojemności 2500 litrów[4]) z nadciekłym helem, w temperaturze 1,65 K (−271,5 °C)[4]. Minimalizowało to szum termiczny i sprawiało, że odpowiednie elementy żyroskopów były w stanie nadprzewodzącym. Odchylenia osi obrotu były mierzone za pomocą urządzeń SQUID.

Odizolowanie żyroskopów od wszelkich zaburzeń pozwoliło zmierzyć, jak czasoprzestrzeń jest zakrzywiona przez Ziemię, oraz, co istotniejsze, czy i jak obracająca się Ziemia „wlecze” czasoprzestrzeń wokół siebie[4], wywołując efekty grawitomagnetyczne, analogiczne do magnetycznych w elektrodynamice. Wcześniejsze eksperymenty LAGEOS przeprowadzone w 1997 i 2004 roku potwierdziły za pomocą pomiarów laserowych efekt wleczenia układów inercjalnych z dokładnością kolejno około 20 i 10 procent[6][7].

Wyniki

W lutym 2007 kierownictwo misji ogłosiło, że duża ilość nieoczekiwanych sygnałów utrudnia analizę danych. W efekcie ogłoszenie ostatecznych wyników przesunięto początkowo na grudzień 2007. W kwietniu ogłoszono wstępne wyniki, potwierdzające efekty zakrzywienia przestrzeni z zakładaną dokładnością 1%[8].

Satelita został wyłączony w grudniu 2010, natomiast ostateczny raport potwierdzający einsteinowskie teorie został ogłoszony w 2011 roku[9].

Przypisy

  1. ↑ Mark Wade: Gravity Probe-B. Encyclopedia Astronautica. [dostęp 2013-04-06]. (ang.).
  2. ↑ C.W.F. Everitt et al.. Gravity Probe B: Final Results of a Space Experiment to Test General Relativity. „Phys. Rev. Lett.”. 106 (22), 2011. DOI: 10.1103/PhysRevLett.106.221101. (ang.). 
  3. ↑ IM Pegasi w bazie SIMBAD (ang.)
  4. ↑ a b c d e f Weronika Śliwa. Cztery kulki, które sprawdziły teorie Einsteina. „Świat Nauki”. nr 6 (238), s. 18, czerwiec 2011. Prószyński Media. ISSN 0867-6380. 
  5. ↑ a b A Pocket of Near-Perfection. NASA Science, 2004-04-26. [dostęp 2007-05-03]. [zarchiwizowane z tego adresu (2009-02-23)]. (ang.).
  6. ↑ I. Ciufolini i inni, Detection of Lense-Thirring Effect Due to Earth’s Spin, „arXiv”, 1997, DOI: 10.48550/arXiv.gr-qc/9704065, arXiv:gr-qc/9704065 (ang.).
  7. ↑ Mark Peplow. Spinning Earth twists space. „Nature news”. DOI: 10.1038/news041018-11. ISSN 1744-7933. (ang.). 
  8. ↑ Was Einstein right? Scientists provide first public peek at Gravity Probe B results. Stanford News Service, 2007. [dostęp 2013-01-06]. (ang.).
  9. ↑ Trent J. Perrotto: NASA's Gravity Probe B Confirms Two Einstein Space-Time Theories. NASA, 2011-05-03. [dostęp 2013-01-06]. (ang.).

Bibliografia

Linki zewnętrzne

Media użyte na tej stronie

Gravity Probe B.jpg
مسبار الجاذبية ب مع ألواحه الشمسية المطوية.