引力探测器B
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引力探测器B(英語:Gravity Probe B,简称GP-B)是美国国家航空航天局(NASA)在2004年4月20日发射的一颗科学探测卫星。这个任务的计划是测量地球周围的时空曲率,以及相关的能量-动量张量(描述物质的分布及运动的张量),从而对爱因斯坦的广义相对论的正确性和精确性进行检验。卫星的飞行持续到2005年,其后任务进入到了数据分析阶段(2008年5月),并有可能一直持续分析到2010年[3]。引力探测器B的研发历史可追溯到二十世纪六十年代,至2004年正式升空长达四十多年,其耗资达七亿五千万美元[4]。这是美国国家航空航天局历史上研发时间最长的计划,之所以如此拖延的原因不仅仅在于技术上的难题,其中也牵扯进了很多关于科学上与政治上的争论[5]。
所属组织 | 美国国家航空航天局及史丹佛大學 |
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主制造商 | 洛克西德·马丁公司 |
任务类型 | 廣義相對論的實驗驗證 |
环绕对象 | 地球 |
绕轨圈数 | 距地表642公里上方的極軌道[1] |
发射时间 | 2004年4月20日 16:57:25 (UTC) (2004-04-20T16:57:25Z) |
发射手段 | 三角洲二號運載火箭 |
发射地点 | 美国 加利福尼亚州 范登堡空軍基地 |
任务时长 | 17.5月[1] |
COSPAR ID | 2004-014A |
SATCAT no. | 28230 |
官方网站 | einstein.stanford.edu |
质量 | 3,100公斤[1] |
尺寸 | 長度:6.4公尺 直徑:2.6公尺[1] |
功耗 | 總功率:606瓦特(太空船:293瓦特、酬载:313瓦特)[1] |
动力 | 35 安培小時[1] |
轨道参数 | |
半长轴 | 7,027.4公里(4,366.6 英里)[1] |
离心率 | 0.0014[1] |
倾角 | 90.007°[1] |
远拱点 | 距地表659.1公里[1] |
近拱点 | 距地表639.5公里[1] |
周期 | 97.65分鐘[2] |
引力探测器B的最初结果证实了广义相对论所预言的测地线效应的精确度达到了误差小于1%,而所期望的参考系拖拽效应的信号强度则和当前的噪声强度处于同一量级(这些噪声主要来自一些尚未建立研究模型的物理效应)[6]。相关的数据分析工作正在进行中,对信号中的噪声进行建模分析,找到誤差來源,从而能够将有用的参考系拖拽信号从中萃取出来。2008年8月,参考系拖拽效应已被確認在期望結果的15%範圍內。[7] 2008年12月,美国国家航空航天局發布報告,测地线效应的精确度达到了误差小于0.5%。[8]
在一篇於2011年發表在《物理評論快報》的論文裏,作者表示,從分析所有四個陀螺儀給出的數據,得到測地漂移率為 −6,601.8±18.3 mas/yr) ,参考系拖拽漂移率為−37.2±7.2 mas/yr;廣義相對論預測分別為−6,606.1 mas/yr 與−39.2 mas/yr,差異分別為0.07%與5%,不確定性分別為0.28%與19%。[9]
一些初步結果在美國物理學會於2007年4月舉辦的一場特別會議裏被發佈。美国国家航空航天局原本請求延伸引力探测器B數據分析階段至2007年12月。靠著商人理查·費爾班克(英语:Richard Fairbank)、史丹佛大學、美国国家航空航天局的專款支持,這數據分析階段得以延伸至2008年年中。之後,又從沙特商人募得很多專款。[7] 2011年,終於完成科學報告。