Η επιτροπή της NASA θέλει να τερματιστεί η λειτουργία του δορυφόρου Gravity Probe B

Πηγή: NewScientist, 20 Μαΐου 2008

Ένας πρόσφατος απολογισμός της NASA δείχνει να τελειώνει η λειτουργία του δορυφόρου Gravity Probe B, ένα πρόγραμμα που η ιδέα του γεννήθηκε στη δεκαετία του '60 για να μετρήσει πώς η Γη στρεβλώνει τον χωροχρονικό ιστό γύρω της.

Ο δορυφόρος Gravity Probe B της NASA σχεδιάστηκε να μετρήσει με ποιο τρόπο το βαρυτικό πεδίο της Γης στρεβλώνει τον χωροχρονικό ιστό

Σε μια επιστημονική επιτροπή περίπου 15 εμπειρογνωμόνων ανατέθηκε από τη NASA να αναλύσει την απόδοση 10 αποστολών αστροφυσικής, που βρίσκονται αυτήν την περίοδο σε γήινη τροχιά. Η απόφαση της επιτροπής καταλήγει στο συμπέρασμα ότι η επέκταση της διάρκειας ζωής των κορυφαίων εννέα αποστολών "σίγουρα θα προσφέρει μοναδικά στοιχεία υψηλής επιστημονικής αξίας". Αλλά η επιτροπή δεν αναφέρεται στο  Gravity Probe B, επειδή αμφέβαλε ότι μια παράταση της λειτουργίας του θα παρήγαγε σημαντικές νέες πληροφορίες.

Η κατασκευή και η προώθηση ενός διαστημικού σκάφους είναι ακριβή, κι έτσι η μεγιστοποίηση της χρήσης εκείνων που ήδη είναι σε τροχιά μπορεί να προσφέρει μεγάλα οφέλη. Αλλά η ειδική επιτροπή είπε ότι η NASA δεν είχε μεγάλο προϋπολογισμό για να υποστηρίξει όλες τις σημαντικές αποστολές.

Γι αυτό έκανε τη σύσταση ο Gravity Probe B να μην λάβει καμία πρόσθετη χρηματοδότηση μετά από την τρέχουσα χρηματοδότηση του που τελειώνει το Σεπτέμβριο.

Ο δορυφόρος προωθήθηκε το 2004 και χρησιμοποίησε τέσσερα γυροσκόπια μεγάλης ακρίβειας για να μετρήσει δύο αποτελέσματα - το γεωδαιτικό φαινόμενο και το στροβιλισμό του πλαισίου αναφοράς - που προβλέφθηκε από τη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν.

Τα δεδομένα του δορυφόρου ήταν απροσδόκητα γεμάτο θόρυβο κάτι που οφειλόταν στις ηλιακές εκλάμψεις τον Μάρτιο του 2005, που διακόπηκαν οι δορυφορικές παρατηρήσεις, καθώς επίσης και απροσδόκητες ροπές πάνω στα γυροσκόπια που άλλαξαν τον προσανατολισμό τους, μιμούμενα σχετικιστικά φαινόμενα. Οι πρόσθετες διακοπές έκοψαν τελικά το χρόνο παρατήρησης σε επτά διαστήματα, τα οποία μείωσαν την ακρίβεια που θα μπορούσε να επιτύχει ο δορυφόρος.

Μεγάλος Σκεπτικισμός

Τα στοιχεία με το θόρυβο σήμαινε ότι ο δορυφόρος GPB δεν θα μπορούσε να μετρήσει τα αποτελέσματα με τόση ακρίβεια, όσο οι αστρονόμοι είχαν πυροδοτώντας ακτίνες λέιζερ πάνω στα κάτοπτρα που αφέθηκαν στο φεγγάρι από τους αστροναύτες του Απόλλων.

Οι διευθυντές του GPB είχαν ζητήσει πρόσθετη χρηματοδότηση μέχρι τον Μάρτιο του 2010 ώστε να προσπαθήσουν να εξαγάγουν περισσότερες πληροφορίες από τα στοιχεία, αλλά η επιτροπή αναθεώρησης αμφέβαλε ότι θα μπορούσαν να επιτύχουν τους στόχους τους.

Προειδοποίησε μάλιστα ότι η μείωση του θορύβου που χρειαζόταν για να εξεταστεί αυστηρά μια απόκλιση από τη γενική σχετικότητα, "είναι τόσο μεγάλη, που οποιαδήποτε προσπάθεια τελικά να ανιχνευθεί κάτι σε αυτό το πείραμα, θα πρέπει να υπερνικήσει τον ιδιαίτερο (και κατά την άποψή μας δικαιολογημένο) σκεπτικισμό της  επιστημονικής κοινότητας". Ο κύριος ερευνητής του Gravity Probe B, πανεπιστημιακός φυσικός Francis Everitt του Στάνφορντ, δεν βρέθηκε για κάποιο σχόλιο.

Η επιτροπή έδωσε τον καλύτερο βαθμό στο SWIFT, ο οποίος προωθήθηκε το 2004 για να μελετήσει τις πολύ σύντομες κοσμικές εκρήξεις ακτίνων-γ.

Ο δορυφόρος Chandra βρίσκεται ακόμα σε καλή κατάσταση μετά από εννέα χρόνια έρευνας των ακτίνων X που ξεπροβάλλουν στον Κόσμο, και η επιτροπή τον ταξινόμησε δεύτερο, αλλά έβαλε τους διευθυντές του προγράμματος να προσπαθήσουν να μειώσουν μερικά τοις εκατό τις λειτουργικές δαπάνες.

Το υπέρυθρο τηλεσκόπιο Spitzer ήρθε πέμπτο. Αναμένεται να ξεμείνει τρέξει από το υγρό ήλιο, που χρησιμοποιείται για να ψυχθεί το τηλεσκόπιο 5.5 °C  πάνω από το απόλυτο μηδέν, νωρίς το 2009. Το γεγονός αυτό θα διέκοπτε τις παρατηρήσεις στα μακρά υπέρυθρα μήκη κύματος.

Αλλά η παθητική ψύξη στο διάστημα πρέπει να κρατήσει το τηλεσκόπιο 30 °C πάνω από το απόλυτο μηδέν, και αυτό θα το καθιστούσε ακόμα πολύ πιο ευαίσθητο στα υπέρυθρα μήκη κύματος 3,6 και 4,5 μικρά από οτιδήποτε πάνω στο έδαφος. Οι υπεύθυνοι του Spitzer είχαν επιδιώξει να λάβουν $110 εκατομμύρια δολάρια για μια τρίχρονη επέκταση, αλλά η επιτροπή θέλει να περικόψει τα κονδύλια, παρόλο που το επιστημονικό πρόγραμμα του είναι ελπιδοφόρος.

Η ταξινόμηση των αποστολών από την επιτροπή με τις ημερομηνίες προώθησης είναι η κάτωθι:

1. Swift, 2004
2. Chandra, 1999
3. Galex (Galaxy Evolution Explorer, ultraviolet), 2003
4. Suzaku (X-ray), 2005
5. Spitzer, 2003
6. WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), 2001
7. XMM-Newton (X-ray Multi-Mirror Mission), 1999
8. Integral (INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory), 2002
9. Rossi X-ray Timing Explorer, 1995
10. Gravity Probe B, 2004
 

Τα γυροσκόπια του δορυφόρου Gravity Probe B έχουν ελέγξει δύο φαινόμενα που προβλέφτηκαν από τη θεωρία του Αϊνστάιν. Αν υπήρχε κάποια απόκλιση από τους νόμους της Γενικής Σχετικότητας το γεγονός αυτό θα είχε εκτεταμένες επιπτώσεις στην κατανόηση που έχουμε για τη δομή του Σύμπαντος. Το πρώτο πείραμα ήταν και το πιο δύσκολο ενώ το δεύτερο (το γεωδαιτικό φαινόμενο) ήταν σχετικά το πιο εύκολο.

• Ο στροβιλισμός του πλασίου αναφοράς του χωρόχρονου λόγω περιστροφής της Γης - Ένα περιστρεφόμενο ογκώδες σώμα (σαν τη Γη) στροβιλίζει το χώρο και το χρόνο γύρω της. Ένα γυροσκόπιο που βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τη Γη δέχεται μια εξαιρετικά μικρή δύναμη, ακριβώς λόγω αυτού του στροβιλισμού, που τείνει να του προκαλέσει μια κλίση από το επίπεδο της τροχιάς του, εξαιτίας του γεγονότος ότι η Γη το παρασύρει μαζί της. Η δύναμη αυτή ονομάζεται βαρυτομαγνητική (gravitomagnetism) και ήταν το πρώτο πείραμα, που έγινε στο σκάφος GP-B. Ήταν ικανό να αισθανθεί αυτή την επίδραση του στροβιλισμού του χωρόχρονου με μια ακρίβεια 1%. Η Γενική Σχετικότητα προβλέπει ότι ο στροβιλισμός του χωροχρόνου γύρω από τη Γη είναι 0.039 δευτερόλεπτα ή 0.000011 μοίρες.

• Γεωδαιτικό φαινόμενο - Σύμφωνα με τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν, ο χώρος και ο χρόνος όταν βρίσκονται κοντά σε ένα ογκώδες σώμα είναι στρεβλωμένοι. Σε ένα γυροσκόπιο, που βρίσκεται σε τροχιά κοντά στη Γη, αυτή η διαστρέβλωση (λόγω μάζας της Γης) το οδηγεί σε μια κλίση του άξονα περιστροφής του γυροσκοπίου στο επίπεδο της τροχιάς. Αυτό το φαινόμενο προβλέπεται από τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας να είναι 150 φορές μεγαλύτερη από το σύρσιμο πλαισίων. Το γεωδαιτικό φαινόμενο μετρήθηκε για πρώτη φορά το 1988 και προβλέπει ότι η γήινη μάζα αφήνει ένα κοίλωμα στον χωροχρόνο, που θα πρέπει να προκαλεί μια κλίση σε κάθε γυροσκόπιο κατά 0.0018 μοίρες, ή 6.606 δευτερόλεπτα, κατά τη διάρκεια ενός έτους. Το διαστημικό σκάφος GP-B μέτρησε αυτήν την επίδραση με ακρίβεια 1 προς 10.000.