引力探测器B
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引力探测器B(英语: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斯坦福大学 |
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主制造商 | 洛克西德·马丁公司 |
任务类型 | 广义相对论的实验验证 |
环绕对象 | 地球 |
绕轨圈数 | 距地表642公里上方的极轨道[1] |
发射时间 | 2004年4月20日 16:57:25 (UTC) (2004-04-20T16:57:25Z) |
发射手段 | 三角洲二号运载火箭 |
发射地点 | 美国 加利福尼亚州 范登堡空军基地 |
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 | 长度:6.4米 直径:2.6米[1] |
功耗 | 总功率:606瓦特(太空船:293瓦特、酬载:313瓦特)[1] |
动力 | 35 安培小时[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分钟[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,找到误差来源,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确认在期望结果的15%范围内。[7] 2008年12月,美国国家航空航天局发布报告,测地线效应的精确度达到了误差小于0.5%。[8]
在一篇于2011年发表在《物理评论快报》的论文里,作者表示,从分析所有四个陀螺仪给出的数据,得到测地漂移率为 −6,601.8±18.3 mas/yr) ,参考系拖拽漂移率为−37.2±7.2 mas/yr;广义相对论预测分别为−6,606.1 mas/yr 与−39.2 mas/yr,差异分别为0.07%与5%,不确定性分别为0.28%与19%。[9]
一些初步结果在美国物理学会于2007年4月举办的一场特别会议里被发布。美国国家航空航天局原本请求延伸引力探测器B数据分析阶段至2007年12月。靠着商人理查·费尔班克(英语:Richard Fairbank)、斯坦福大学、美国国家航空航天局的专款支持,这数据分析阶段得以延伸至2008年年中。之后,又从沙特商人募得很多专款。[7] 2011年,终于完成科学报告。