Gravity Probe B

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Gravity Probe B
Artist concept of Gravity Probe B.jpg
Artystyczna wizja satelity Gravity Probe B
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 GMT)
Koniec misji grudzień 2010
Wymiary
Masa całkowita 3145[1] kg
Commons Multimedia w Wikimedia Commons

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[edytuj | edytuj kod]

Start rakiety nośnej Delta II z GP-B na pokładzie w dniu 20 kwietnia 2004

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[edytuj | edytuj kod]

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 (ang.). Encyclopedia Astronautica. [dostęp 2013-04-06].
  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. 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 Weronika Śliwa. Cztery kulki, które sprawdziły teorie Einsteina. „Świat Nauki”. nr 6 (238), s. 18, czerwiec 2011. Prószyński Media. ISSN 0867-6380. 
  5. 5,0 5,1 A Pocket of Near-Perfection (ang.). NASA Science, 2004-04-26.
  6. I. Ciufolini, D. Lucchesi, F. Vespe, F. Chieppa. Detection of Lense-Thirring Effect Due to Earth’s Spin. , 1997. 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 (ang.). Stanford News Service, 2007. [dostęp 2013-01-06].
  9. Trent J. Perrotto: NASA's Gravity Probe B Confirms Two Einstein Space-Time Theories (ang.). NASA, 2011-05-03. [dostęp 2013-01-06].

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]