Mislukte lancering bleek test voor relativiteitstheorie

Mislukte lancering Galileo-satellieten

De lancering van de twee Galileo-satellieten met de Sojoez-draagraket

Europa is bezig zijn eigen Galileo-navigatiesysteem op te zetten en het vorig jaar werden met behulp van een Sojoez-raket van de lanceerbasis in Frans Guyana Galileo 5 en 6 in hun baan om de aarde gebracht. Dat was althans de bedoeling, maar het ging mis en de twee satellieten belandden in een verkeerde baan. Vette pech. Als geluk bij een ongeluk bleek de mislukte lancering een goede test voor de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein en een nauwkeuriger test dan alle eerder gedane proeven.
Stom geluk. Niemand zou er aan gedacht hebben dat die mislukte lancering zou ‘ontaarden’ in de nauwkeurigste test van de algemene relativiteitstheorie, een theorie die zich bezig houdt met de zwaartekracht. Alles na de lancering leek goed te gaan, maar het probleem zat in de bovenste trap van de raket, de motor die de satellieten in de juiste baan moest brengen. Een pijp met vloeibaar helium zat iets te dicht in de buurt van een brandstofleiding, waardoor de brandstof bevroor en de laatste trap zijn werk niet goed meer kon uitvoeren.
Gevolg: de satellieten kwamen in een verkeerde baan terecht. In plaats van een ronde baan volgden de satellieten een elliptische baan op 13 713 tot 25 900 km van de aarde (en weer terug). Met behulp van eigen stuurraketjes werden de satellieten in een wat rondere baan gemanoeuvreerd en nu moet worden afgewacht of ze daar hun gedachte navigatiewerk kunnen doen, maar als dat niet zo is dan zijn ze nog niet weggegooid. Ze cirkelen twee keer per dag om de aarde met een hoogteverschil van 8500 km per omwenteling. Dat maakt de satellieten het ideale testmateriaal voor de theorie van Einstein.

De algemene relativiteitstheorie is deze maand 100 jaar geleden opgesteld door de Zwitserse geleerde. Die theorie gaat over zwaartekracht. In die theorie gaat de tijd in een zwaartekrachtveld langzamer dan in de zwaartekrachtloze ruimte (een van de vele ‘onbegrijpelijkheden’ van de natuurkunde), oftewel klokken op aarde tikken langzamer dan in de ruimte. Dat werd op 18 juni 1976 bewezen door de ruimtesonde Gravity Probe-A, die opsteeg tot 10 000 km van de aarde en vervolgens weer terugviel. Ofschoon de sonde maar een paar uur in de ruimte was, bleek dat de hoogst nauwkeurige klok in de sonde wat sneller was  gaan lopen in de ruimte. Dergelijke klokken worden nu normaal gebruikt in navigatiesatellieten, omdat hun signalen voor dat tijdseffect moeten worden gecorrigeerd. Die gaan elk dag enkele tienden microseconden (1 miljoenste seconde) sneller.  Dat lijkt weinig, maar dat zou betekenen dat de afwijking op aarde elke dag met 10 km toeneemt. De elliptische baan van de Galileo-satellieten maakt dat de klokken aan boord ‘heen en weer slingeren’ in afhankelijkheid van het zwaartekrachtveld (= afstand tot de aarde). Dat verandert de versnelling op een manier die is te voorspellen aan de hand van de theorie. Na een jaar meten verwachten de onderzoekers van ZARM Center of Applied Space Technology and Microgravity in Duitsland and SYRTE Systèmes de Référence Temps-Espace in Frankrijk dat ze de tijdversnelling met een vier keer grotere nauwkeurigheid kunnen meten dan op basis van vorige proeven.

Bron: the Guardian

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.