Gravity Probe-1 f в сборочном цехе

P SCIENCE

M

ТАК ПРАВ ЛИ БЫЛ ЭЙНШТЕЙН^

Через 45 лет после рождения идеи Gravity Probe-В выведен на орбиту

20 апреля 2004 г. со стартового комплекса SLC-2W на авиабазе Ван-денберг (Калифорния, США) был запущен спутник Gravity Probe-В для опытной проверки предсказаний общей теории относительности Альберта Эйнштейна.

Gravity Probe-B (GP-B, «Гравитационный зонд-В») должен измерить два весьма тонких эффекта, вытекающих из общей теории относительности, — искривление пространства-времени вблизи массивного тела (Земли) и увлечение пространства-времени вращающимся массивным телом (Землей). Первый эффект («геодезический») должен вызывать смещение оси гироскопа за один год на 6,6144 угловой секунды в направлении движения КА по орбите, второй («гравитомаг-нитный») — на 0,0409 угловой секунды в перпендикулярном направлении, в сторону вращения Земли.

со о о

ожно ли увидеть «воочию» кривизну пространства-вре-мени, постулированную Альбертом Эйнштейном в 1916 г., или «увлечение» пространства-времени вращающейся массой, которое в 1918 г. предсказали австрийские физики Й. Ленсе и X. Тирринг и которое — если бы его было легко наблюдать — мы бы воспринимали как новую гравитомагнитную силу?

Не найти другого космического проекта, который бы потребовал столько лет для своей реализации. От рождения ОТО до встречи в Стэн-форде прошло 43 года, а от встречи и до запуска GP-B — 45 лет!

К 1980 г. эксперты NASA заключили, что необходимые для орбитального эксперимента Gravity Probe-B технологии созданы. Однако только в 1993 г. проект GP-B перешел в фазу детального проектирования и изготовления.

В начале 1995 г. была предпринята седьмая, и последняя, попытка остановить работы под предлогом нехватки средств на реализацию научных проектов NASA. Однако Национальный исследовательский совет США и Конгресс поддержали его. Финансирование на очередной год было выделено и назначена дата запуска: март 2000 г...

Gravity Probe-B — это обращающийся по полярной орбите с наклонением ровно 90° аппарат, конструкцией которого предусмотрена в максимально возможной степени компенсация всех гравитационных, атмосферных и магнитных возмущений,

воздействующих на научную аппаратуру. Стартовая масса — 3100 кг, его длина — 6,43 м и диаметр — 2,64 м.

Главная и самая заметная часть аппарата — сосуд Дьюара (термос), в который заливается 2441 л жидкого гелия с температурой 1,8 К. Диаметр его тоже 2,64 м, длина — 2,74 м. Внутри находятся четыре гироскопа и измерительные устройства.

В «сборку научного инструмента» входят кварцевый блок с гироскопами и регистрирующей аппаратурой и соединенный с ним посредством специальной запатентованной процедуры телескоп для постоянной ориентации КА на опорную звезду. Вся сборка размещается в центре масс термоса вдоль его оси в вакуу-мированном объеме, который называется «зонд». Крионасос поддерживает в нем давление в 10 раз ниже, чем в среде вокруг спутника. Зонд окружен сверхпроводящим свинцовым экраном, непроницаемым для электромагнитных помех. Зонд и его содержимое собирались в помещении ультравысокого класса чистоты 10!

Кассегреновский телескоп-рефлек-тор, выполненный из гомогенного плавленого кварца, имеет поле зрения около Г. Длинная бленда с несколькими черными металлическими диафрагмами защищает его от постороннего света от Солнца, Земли и планет.

Четыре шаровых гироскопа размещаются в кварцевом блоке длиной 533 мм в специальных отсеках с антимагнитной защитой. Сердцем каждого гироскопа является сфериче

ский ротор диаметром 38,1 мм из гомогенного плавленого кварца, выращенного в Бразилии и обработанного в Германии, с чистотой две части примесей на миллион и с отклонением формы от сферической не более чем в 8 нм, или 40 атомных слоев. Если мысленно увеличить ротор до размера Земли, его «холмы» были бы не выше 2,5 м! Шар покрыт равномерным слоем сверхпроводящего ниобия толщиной 1270 нм. Он подвешен электрически, на шести электродах, с зазором до сферических кварцевых стенок всего в 25 мкм. До рабочей скорости вращения — от 5000 до 10000 об/мин — ротор раскручивается потоком сверхчистого гелия. Первоначально оси вращения гироскопов совмещаются с осью телескопа с ошибкой не более 10", а собственный уход оси вращения составляет не более 10" "/ч, или Ю-⁷ "/год.

Специально разработанные магнитометры — сверхпроводящие квантовые интерференционные приборы — жестко связаны с телескопом. Они измеряют так называемый магнитный момент Лондона, возникающий при вращении сверхпроводящего ниобиевого слоя, и способны обнаружить изменение ориентации оси вращения «своего» гироскопа всего на 0.0001"!

Снаружи дьюара располагаются служебные системы КА. Четыре солнечные батареи дают 606 Вт, из которых 293 Вт потребляет служебный борт и 313 Вт — полезная нагрузка. В систему электропитания входят две аккумуляторные батареи емкостью

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 8' 2 0 0 4

38