Det er "alle systemer går" til en af de mest ambitiøse fysikeksperimenter nogensinde.
Den 27. august, efter fire måneder i kredsløb, begyndte NASA's Gravity Probe B-satellit sin årelange jagt på tegn på en subtil rum-tid-virvel omkring Jorden forudsagt af Einsteins relativitetsteori. Søgningen vil ikke være let, men for involverede forskere er en af de sværeste dele allerede ovre: måneder med delikat opstart og kontrol af satellitten, når et forkert træk kunne have ødelagt eksperimentet, før det nogensinde kom i gang.
”Det er en lang og kronglete historie,” siger Francis Everitt, hovedundersøger for Gravity Probe B (GP-B) og professor ved Stanford University.
En af de vigtigste dele af GP-B er et ombord-teleskop, der låser fast på stjernen IM Pegasus, der tjener som et fast referencepunkt på himlen. Everitt og hans kolleger havde regnet med, at det ville tage hurtigt tre dage efter lanceringen at pege teleskopet mod den stjerne.
I stedet tog det uger.
For det første forvirrede sollys, der reflekterer flydende støvpartikler satellitens stjernesporingssensorer. Disse sensorer bruger placeringerne af konstellationer til at orientere rumfartøjet, og de små skinnende specs lignede stjerner. Støvet blev efterhånden klaret, men så opstod et andet problem: Kosmisk stråling i form af højhastighedsprotoner pebrede teleskopets lyssensor, hvilket forårsagede falske signaler. Mission forskere måtte finpudse satellitens software for at ignorere disse impulser. Og det gik sådan i uger; forskere ville løse et problem kun for at støde på et andet.
”Nu er det blevet meget rutinemæssigt, og vi tager kun et minut at erhverve stjernen, når vi kommer op over horisonten,” siger Everitt. (Satellitten mister guidestjernen fra syne under hver bane, fordi den passerer bag jorden, så den skal erhverve stjernen, når den kommer tilbage i syne.)
Formålet med teleskopet og guidestjernen er at hjælpe forskere med at holde styr på fire spinnende kugler eller gyroer ombord på satellitten. Disse gyroer, der vil blive opført i en kommende udgave af Guinness Book of World Records som de rundeste genstande nogensinde er fremstillet, er hjertet i eksperimentet. I begyndelsen er deres spin-akser på linje med IM Pegasus. Hvis rumtid omkring Jorden virkelig er snoet, som Einstein siger, vil gyroerne vugle og langsomt glide ud af linie med den fjerne stjerne under GP-B's 1-årige mission.
”En af de ting, vi alle var meget bekymrede for, var at få lidt snavs i gyrohuse,” siger Everitt. Gyroserne flyder et næsten perfekt vakuum, og kun et hulrum på tusinder af en tomme skiller kuglerne fra deres foringsrør.
”Gyroserne blev renset før de gik op, men vi gav denne ting en enorm vibration under lanceringen. Kan du ikke forvente, at et stykke snavs skulle komme ind gennem en af pumpeudløbshavene, lande lige på en af gyroserne og sætte det fast? ” han siger. ”Det ville være slutningen på den gyro.”
Denne gang var alt det bekymrende for intet. ”Gyroserne har alle været så rene som en fløjte,” siger han. De er ophængt i deres foringsrør, justeret med guidestjernen, og roterer tusinder af gange pr. Minut. “Fantastisk, dejlig.”
Nu begynder indsamlingen af videnskabsdata. Satellitens indbyggede computere skal kunne håndtere denne fase af missionen automatisk. Mindst en person vil stadig være på vagtovervågning GP-B på alle tidspunkter hele året, siger Everitt. ”Det skal køre selv, men du kan aldrig slappe af.”
Efter mere end 40 år med metodisk planlægning og fire måneders intens fejlfinding, føler GP-B's videnskabsmænd ”en reel glæde”, siger han. ”Hvilken forskel det gør at være deroppe og arbejde. Hvor spændende det er. Det føler vi alle. ”
"Nogle mennesker," griner Everitt, "taler om at tage en uge eller to af en velfortjent ferie."
Original kilde: NASA Science News
