|  | 23 ноября 2015 | Космос и Авиация

Спутники, находящиеся на эксцентричных орбитах, позволят произвести проверку некоторых постулатов Теории Эйнштейна

Спутники системы Galileo


В августе прошлого года Европейское космическое агентство произвело запуск пятого и шестого спутников навигационной системы Galileo. Но в ходе запуска в последней ступени ракеты-носителя что-то пошло не так, и оба спутника оказались выведены на орбиту на достаточном удалении от расчетной точки. В результате орбиты спутников оказались не круглой формы по отношению к Земле, а эксцентричными, и это делало невозможным использование этих спутников для навигации. Произведенная позже коррекция позволила уменьшить эксцентричность орбит до разницы в 8 тысяч километров между их перигеем и апогеем относительно Земли, что уже позволило спутникам функционировать в качестве навигационных спутников.

Для инженеров в области спутниковой навигации данная ситуация вылилась в большие неприятности, потребовавшие кардинального изменения программного обеспечения навигационной системы. Но для ученых-физиков эксцентричность орбит стала возможностью для проверки эффекта, определенного Общей теорией относительности Альберта Эйнштейна. Ученые из SYRTE (Sytemes de Reference Temps Espace), одного из отделов Парижской обсерватории, и ZARM (Center of Applied Space Technology and Microgravity), исследовательского центра Бременского университета, Германия, при помощи данных от этих спутников планируют вычислить степень замедления времени в зависимости от уменьшения сил гравитации.

Этот эффект называется гравитационным красным смещением или расширением времени. Он уже наблюдался ранее в ситуации со спутниками различных навигационных систем, сигналы от которых требуют небольшой коррекции в связи с тем, что часы спутников идут немного медленнее, нежели аналогичные часы на Земле. Отношение между уровнем замедления времени и расстоянием до Земли было вычислено в ходе эксперимента 1976 года при помощи космического аппарата Gravity Probe A, который поднялся на высоту в 10 тысяч километров от поверхности Земли. Исследователи сравнили скорость часов на борту этого космического аппарата со скоростью аналогичных часов, оставшихся на Земле, и вычислили разницу течения времени с точностью до 140 миллионных долей процента.

Часы на основе квантового генератора являются достаточно большими и сложными инструментами, которые позволяют измерить время с очень высокой точностью. Такие часы и некоторые другие виды атомных часов устанавливаются на навигационных спутниках и они являются "сердцем" всей навигационной системы. Точность этих часов уже позволяет произвести измерения эффекта релятивистского замедления времени и исследователи из SYRTE и ZARM ухватились за эту возможность.

В отличие от спутников Gravity Probe A, спутники системы Galileo не имеют систем микроволновой двухсторонней радиосвязи, через которую в 1976 году передавалось значение частоты часов квантового генератора. Однако, эти спутники и не нуждаются в такой системе, для получения информации со спутников будет использоваться существующая коммуникационная инфраструктура системы Galileo.

Руководство ЕКА дало добро на проведение исследований в феврале 2015 года, а собственно сбор данных будет начат в 2016 году и продлится ровно один год. "Самым главным является то, что проверка Теории Эйнштейна будет проводиться параллельно с функционированием спутников, без любого вмешательства в их работу" - рассказывает Ксавьер Вентура Травесет (Xavier Ventura Travese), руководитель отдела глобальных навигационных систем Европейского космического агентства.

Спутники навигационной системы постоянно посылают сигналы, в которых содержится информация об их текущем положении, сопровождаемая временными метками. Сделав запись всех сигналов, передаваемых спутниками, находящимися на эксцентричных орбитах, и сопоставив их с метками времени наземных приемных станций, ученые получат возможность вычислить скорость хода часов спутников и изменений этой скорости от местоположения спутника. Для всего этого, кроме сбора данных передаваемых сигналов, для повышения точности ученые планируют использовать лучи лазеров, которые будут нацелены на угловые отражатели, установленные на каждом из спутников.

Исследователи ожидают, что полученные таким образом значения коэффициентов гравитационного замедления времени будут иметь в четыре раза большую точность, нежели измерения, проведенные в 1976 году при помощи спутника Gravity Probe A. "В нашем распоряжении имеется достаточно сильная "модуляция" силы гравитации на разнице высоты орбиты в 8 тысяч километров. Кроме этого, мы имеем возможность накопить серьезное количество статистических данных, в то время, как в ходе эксперимента 1976 года был получен один единственный набор данных" - рассказывает Ксавьер Вентура Травесет.




Ключевые слова:
Спутник, Навигация, Galileo, Эксцентричная, Орбита, Гравитация, Замедление, Время, Теория, Эйнштейн, Часы, Сигналы

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Ученые разработали способ увеличения точности работы системы GPS до несколь ...
  • DSAC - новые атомные часы, которые снабдят точным временем миссии в дальний ...
  • Ученые предполагают, что Земля окружена невидимым ореолом из темной материи
  • Китай вводит в эксплуатацию собственную альтернативу системе GPS - навигаци ...
  • Европа запускает первые два спутника собственной навигационной системы Gali ...

  • Статуэтки из фарфора купить фарфоровые фарфоровые статуэтки интернет магазин.


    23 ноября 2015 08:25
    #1 Написал: interim

    Публикаций: 0
    Комментариев: 206
    "в связи с тем, что часы спутников идут немного медленнее, нежели аналогичные часы на Земле."

    хмм.. какая-то ерунда тут написана: если имеется в виду влияние гравитации Земли, то часы на спутнике должны ускоряться, а не замедляться из-за влияния гравитационного поля Земли. а замедляются часы на спутнике не из-за гравитации, а благодаря большой скорости движения спутников на орбите..


    --------------------
        
    23 ноября 2015 09:39
    #2 Написал: DASHA

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Аха! Понятноinterim, а если сделать так: увеличить орбиту( эксцентрическую) и пропорционально повысить скорость вращения? Потом сравнить результат и найти СИСТЕМУ. А если орбиту( эксцентрическую) построить по линиям магнитного поля Земли?
    Что будет? Будет ли разница с аналогичными показателями времени со спутника, который на той же самой орбите, но поперек магнитно-силовых линий?
    А что если такой же эксперимент провести на Лунной орбите?
        
    23 ноября 2015 17:12
    #3 Написал: Strilec

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Завжди було і лишається дивно - а звідки відомо, що міняється саме час, а не швидкість процесу в НЕЗМІННОМУ часі?
    Міняється гравітація - міняється і швидкість протікання, а сам час тут до чого? Він же може собі текти як і тік, стабільно.
    Як можна розрізнити, що саме міняється - час чи швидкість процесів? Результат же ОДНАКОВІСІНЬКИЙ. А бачать тільки результат процесів, сам час ніхто не бачив.
        
    25 ноября 2015 18:01
    #4 Написал: Rsa

    Публикаций: 0
    Комментариев: 505
    Лучше бы в статье использовали слово эксцентрический, а не эксцентричный. Хоть формально оба слова подходят, но первое лишено дополнительного смысла не имеющего отношения к делу:)
        
    27 ноября 2015 13:07
    #5 Написал: Akronix

    Публикаций: 0
    Комментариев: 90
    Strilec,
    Правильней сказать меняется пространство-время.
    То есть при наборе скорости не только замедляется время , но и изменяются расстояния.
    Так что это не простое ускорение и замедления процессов.
        
    27 ноября 2015 17:57
    #6 Написал: Strilec

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Цитата: Akronix,
    Правильней сказать меняется пространство-время.
    ...
    Так что это не простое ускорение и замедления процессов.


    Знову ж таки - звідки відомо, що міняється І час?
    Годинник НЕ міряє час - він міряє кількість обертів стрілок.
    Мені невідомі такі експерименти, в яких би вдалося розділити щось типу: ось туди полетів протон, туди електрон, а сюди полетіла частинка (або хвиля) часу. Й ту частинку зареєстрували, визначили її параметри.
    Ніфіга подібного - рахують оберти стрілок, а говорять про час!
        
    27 ноября 2015 23:51
    #7 Написал: Akronix

    Публикаций: 0
    Комментариев: 90
    Цитата: Strilec
    він міряє кількість обертів стрілок.
    Мені невідомі такі експ

    Вообще то время штука философская.
    Если абсолютно все физические процессы замедлились или ускорились, можно ли сказать, что это ускорилось или замедлилось именно процессы, а не время. Если не оно, то что же тогда время?
    Но благодаря Вам у меня появилась очень интересная (для меня любимого конечно) интерпретация теории ОТО , связанная именно с Вашим предположением замедления процессов.
    Если желаете могу поделится, могу теоретически и на этом сайте, но тут аудитория не очень, ближе к вконтакту так что не очень приятно...
        
    28 ноября 2015 21:40
    #8 Написал: Strilec

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Akronix,

    Щодо інтерпретації, то я дав вам потрібне у приват.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.