Het is "alle systemen gaan" voor een van de meest ambitieuze natuurkundige experimenten die ooit zijn geprobeerd.
Op 27 augustus, na vier maanden in een baan om de aarde, begon NASA's Gravity Probe B-satelliet zijn jarenlange jacht op tekenen van een subtiele ruimte-tijdwerveling rond de aarde, voorspeld door Einsteins relativiteitstheorie. De zoektocht zal niet gemakkelijk zijn, maar voor de betrokken wetenschappers is een van de moeilijkste onderdelen al achter de rug: maandenlang voorzichtig opstarten en de satelliet uitchecken, terwijl een verkeerde beweging het experiment had kunnen verpesten voordat het ooit was begonnen.
"Het is een lang en kronkelig verhaal", zegt Francis Everitt, hoofdonderzoeker van Gravity Probe B (GP-B) en professor aan de Stanford University.
Een van de belangrijkste onderdelen van GP-B is een ingebouwde telescoop die vastklikt op de ster IM Pegasus, die dient als een vast referentiepunt in de lucht. Everitt en zijn collega's hadden gedacht dat het richten van de telescoop op die ster snel en pijnloos zou zijn, slechts drie dagen na de lancering.
In plaats daarvan duurde het weken.
Ten eerste verwarde zonlicht dat weerkaatst door zwevende stofdeeltjes de sterrenvolgsensoren van de satelliet. Deze sensoren gebruiken de locaties van sterrenbeelden om het ruimtevaartuig te oriënteren, en de kleine glanzende specificaties leken op sterren. Het stof klaarde uiteindelijk op, maar toen deed zich een ander probleem voor: kosmische straling in de vorm van protonen met hoge snelheid verspreidde de lichtsensor van de telescoop en veroorzaakte valse signalen. Missiewetenschappers moesten de software van de satelliet aanpassen om deze pulsen te negeren. En zo ging het wekenlang zo; wetenschappers zouden het ene probleem alleen oplossen om het andere tegen te komen.
"Nu is het erg routine geworden en we hebben maar een minuut nodig om de ster te bemachtigen als we over de horizon komen", zegt Everitt. (De satelliet verliest de gidsster uit het oog tijdens elke baan omdat hij achter de aarde passeert, dus hij moet de ster terugwinnen wanneer hij weer in zicht komt.)
Het doel van de telescoop en de gidsster is om wetenschappers te helpen bij het volgen van vier draaiende bollen, of gyros, aan boord van de satelliet. Deze gyroscopen, die in een volgende editie van het Guinness Book of World Records zullen worden vermeld als de meest ronde objecten die ooit zijn vervaardigd, vormen het hart van het experiment. In het begin zijn hun draaiassen uitgelijnd met IM Pegasus. Als de ruimtetijd rond de aarde echt verdraaid is, zoals Einstein zegt, zullen de gyroscopen wiebelen en langzaam uit de lijn met de verre ster drijven tijdens de eenjarige missie van GP-B.
'Een van de dingen waar we ons allemaal vreselijk zorgen over maakten, was wat vuil in de gyro-behuizingen krijgen', zegt Everitt. De gyros drijven een bijna perfect vacuüm en slechts een afstand van duizendste van een inch scheidt de bollen van hun omhulsels.
“De gyros waren schoongemaakt voordat ze omhoog gingen, maar we hebben dit ding tijdens de lancering een enorme trilling gegeven. Zou je niet verwachten dat een stuk vuil door een van de uitpomppoorten naar binnen zou komen, precies op een van de gyros zou landen en het zou blokkeren? " hij zegt. 'Dat zou het einde van die gyro zijn.'
Deze keer was er niets aan de hand. 'De gyros is allemaal zo schoon als een fluitje', zegt hij. Ze hangen in hun omhulsels, zijn uitgelijnd met de gidsster en draaien duizenden keren per minuut. 'Geweldig, heerlijk.'
Nu begint het verzamelen van wetenschappelijke gegevens. De boordcomputers van de satelliet zouden deze fase van de missie automatisch moeten kunnen afhandelen. Toch zal ten minste één persoon het hele jaar door GP-B monitoren, zegt Everitt. 'Het zou vanzelf moeten lopen, maar je kunt nooit ontspannen.'
Na meer dan 40 jaar methodische planning en vier maanden van intensieve probleemoplossing, voelen de wetenschappers van GP-B 'een echt gevoel van vreugde', zegt hij. 'Wat een verschil maakt het om daar te zijn en te werken. Hoe spannend is dat. Dat voelen we allemaal. '
'Sommige mensen', lacht Everitt, 'praten over het nemen van een week of twee welverdiende vakantie.'
Oorspronkelijke bron: NASA Science News
