Sateliții Galileo vor testa timp de un an una din teoriile lui Einstein

Sateliţii Galileo 5 şi 6 au fost lansaţi împreună de o rachetă Soyuz pe 22 august 2014. Însă partea superioară a rachetei, care a prezentat defecţiuni, i-a poziţionat pe orbite alungite, ceea ce a blocat utilizarea lor pentru navigaţie.

Sateliţii Galileo 5 şi 6 au fost lansaţi împreună de o rachetă Soyuz pe 22 august 2014. Însă partea superioară a rachetei, care a prezentat defecţiuni, i-a poziţionat pe orbite alungite, ceea ce a blocat utilizarea lor pentru navigaţie.

"Sateliții acum pot pune în funcţiune sarcinile lor utile de navigație în mod continuu și fiabil, iar Comisia Europeană, cu sprijinul ESA, va evalua eventuala utilizare operațională", explică consilierul GPS senior al ESA, Javier Ventura-Traveset.

"În același timp, sateliții au devenit în mod neaşteptat extrem de utili din punct de vedere științific, ca instrumente pentru a testa Teoria Relativității Generale a lui Einstein, prin măsurarea mai precisă decât oricând pȃnă acum a modului în care gravitația afectează trecerea timpului."

Deși orbitele sateliților au fost ajustate, acestea rămân eliptice, fiecare satelit urcând şi coborând aproximativ 8500 km de două ori pe zi.

Aceste schimări periodice în înălțime și, prin urmare a nivelului de gravitație, sunt valoroase pentru cercetători.

Albert Einstein a prezis cu un secol în urmă că timpul ar trece mai încet în apropierea unui obiect masiv. Acest lucru a fost verificat experimental, cel mai semnificativ în 1976, când un ceas atomic pe bază de maser pe hidrogen din cadrul experimentului Gravity Probe a fost lansat la 10 000 km în spațiu, confirmând predicția cu o precizie de 140 de părți la un milion.

Ceasurile atomice aflate pe sateliți de navigație trebuie să ia în considerare că aceştia se mişcă mai repede pe orbită decât pe Pământ – câteva zecimi de microsecundă pe zi, ceea ce ne-ar da erori de navigaţie de aproximativ 10 km pe zi.

"Acum, pentru prima dată de la experimentul Gravity Probe A, avem ocazia de a îmbunătăți precizia și de a confirma teoria lui Einstein într-o măsură mai mare", spune Javier.

Această nouă iniţiativă profită de ceasurile atomice pe bază de maser de hidrogen pasive aflate la bordul fiecărui satelit Galileo, de orbitele alungite care creează diferite dilatări ale timpului, și de monitorizarea continuă datorată rețelei globale de stații terestre.

"Mai mult decât atât, în timp ce experimentul Gravity Probe A a implicat efectuarea unei singure orbite a Pământului, vom putea monitoriza sute de orbite pe parcursul unui an", explică Javier.

"Aceasta deschide perspectiva rafinării treptate a măsurătorilor noastre prin identificarea și eliminarea erorilor sistematice. Eliminarea acestor erori este, de fapt una dintre cele mai mari provocări.”

"Pentru aceasta contăm pe sprijinul celor mai buni experți şi pe urmărirea precisă de către Serviciul Internaţional GNSS (International GNSS Service – IGS), împreună cu urmărirea cu laser cu o precizie la centimetru."

Rezultatele sunt așteptate în aproximativ un an, preconizȃndu-se de patru ori precizia rezultatelor furnizate de Gravity Probe A.

Cele două echipe care au conceput experimentele sunt Centrul de Tehnologie Spaţială Aplicată şi Microgravitaţie ZARM din Germania și Sisteme de Referinţă Timp-Spaţiu SYRTE din Franța, ambele specializate în cercetare în fizica fundamentală.

Viitorul experiment al ESA Atomic Clock Ensemble in Space, planificat să fie trimis pe Stația Spațială Internațională în 2017, va testa teoria lui Einstein până la 2-3 părți per milion.

Pentru mai multe informații:

Javier Ventura-Traveset
ESA Global Navigation Satellite Systems Senior Advisor
Email: Javier.ventura-traveset@esa.int

Pacôme Delva
SYRTE, Observatoire de Paris
Email: pacome.delva@obspm.fr

Sven Hermann
ZARM Center of Applied Space Technology and Microgravity
Email: sven.herrmann@zarm.uni-bremen.de