2004-014A - GP-B

Název objektu	GP-B [=Gravity Probe B]
SSC	28230
Start	2004-04-20 16:57:23.734 UT, Western Test Range, Delta 7920-10C
Stav objektu	na geocentrické dráze
Provozovatel	USA, NASA
	USA,  Stanford Univ.
Výrobce	USA, LMMS
Kategorie	vědecká družice
Hmotnost	3314 kg

Parametry dráhy

Epocha	Typ	i	P	hP	hA	Pozn.
04-04-20	G	90.01°	97.71 min	640 km	659 km	Plán. Boeing.
04-04-20.71	G	90.01°	92.74 min	167 km	651 km	Vyčkávací dráha. Boeing.
04-04-20.75	G	90.01°	97.69 min	637 km	659 km	Předběžná dráha. Boeing
04-04-20.95	G	90.01°	97.59 min	641 km	645 km
07-01-01.49	G	89.97°	97.57 min	640 km	645 km
10-01-01.48	G	89.94°	97.56 min	640 km	644 km

Význam parametrů: Epocha - Datum (rok, měsíc, den a zlomek dne), pro něž platí uvedené parametry. Typ - Kód typu oběžné dráhy : G - geocentrická (Země), i - Sklon dráhy (úhel mezi rovinou dráhy a referenční rovinou, tj. rovníkem nebo ekliptikou). P - Perioda (doba oběhu). h_P - Výška dráhy v pericentru. h_A - Výška dráhy v apocentru.

Popis objektu

Vědecká družice. Postavila ji firma Lockheed Martin Missiles and Space Co. (LMMS), Sunnyvale, CA (USA). Provozovatelem je Stanford University, Stanford, CA (USA) pro NASA Headquarters, Office of Space Science and Applications (OSSA), Washington, DC (USA).

Rotací (0.3 až 1.0 obr/min) stabilizovaná vědecká družice nepravidelného tvaru o průměru 2.64 m a celkové délce 6.43 m je vybavena 4 panely fotovoltaických baterií dodavajících průměrně nejméně 606 W elektrické energie a dobíjejících akumulátorové baterie s kapacitou 35 Ah. Největší část družice tvoří Dewarova nádoba válcového tvaru o průměru 2.64 m a výšce 2.74 m se sférickým spodním dnem a horním dnem tvaru komolého kužele, na který navazuje mírně se rozšiřující tubus sluneční clony dalekohledu. Nádoba obsahuje na počátku života družice 2441 litrů supratekutého hélia o teplotě 1.8 K, používaného k chlazení v ní uloženého souboru vědeckých přístrojů SIA [=Science Instrument Assembly], který obsahuje:

• gyroskopický měřicí systém, který tvoří:
  • čtyři kulové gyroskopy z ultračistého taveného křemene (množství příměsí nejvýše 2×10^-6, průměr 38.1 mm, přesnost kulového tvaru 7.6×10^-6 mm, rotace 5 000 až 10 000 obr/min, maximální samovolná precese rotační osy menší než 10^-11°/h) pokoveného supravodivým niobem (síla vrstvy 1270 nm) levitované elektromagneticky v křemenném pouzdře;
  • magnetické snímače orientace osy rotace křemenných koulí typu SQUID [=Super-Conducting Quantum Interference Device] (přesnost měření 2.5×10^-8°);
• pointační dalekohled pevně spojený s gyroskopickým systémem (průměr apertury 140 mm, průměr primárního zdrcadla z taveného křemene 142 mm, délka 356 mm, ohnisková délka 3.81 m, přesnost zaměření 2×10^-7°).

• zakřivení časoprostoru v gravitačním poli Země (tzv. geodetic warping, očekávaný efekt 1.83×10^-3°/rok, předpokládaná přesnost jeho stanovení ±0.01 %);
• strhávání časoprostoru rotací Země (tzv. frame dragging, očekávaný efekt 1.14×10^-5°/rok, předpokládaná přesnost jeho stanovení ±1 %).

• detektor protonů slunečního původu;
• detektor ultrafialového záření.

Řízení družice zajišťuje středisko MOC [=Mission Operations Center] v areálu Stanford University.

Předpokládaná doba aktivní životnosti je 13 až 15 měsíců.

Průběh letu

Datum	Událost
2004-04-20	16:57:23.734 UT: Vzlet7,8. 17:58:36 UT: Navedení na dráhu. 18:04 UT: Zahájeno vyklápění panelů fotovoltaických článků. 18:12:34 UT: Oddělení družice od 2. stupně rakety.
2004-04-22	/Plán/ Zaměření dalekohledu na hvězdu IM Peg.
2004-06-18 až 2004-06-25	Byla zvýšena rychlost rotace družice z 0.3 na 0.9 ot/min. Při těchto vyšších otáčkách bylo zahájeno vyvážování družice, aby se zabránilo precesním pohybům její rotační osy.
2004-06-26 až 2004-07-02	V průběhu týdne bylo dokončeno vyvažování družice. Současně byla postupně snižována rychlost rotace družice z 0.9 na 0.5 ot/min. Byly testovány všechny čtyři měřicí gyroskopy při extrémně nízkých otáčkách rychlostí kolem 20 ot/min. Do řídicího počítače byla nahrána nová verze programového vybavení obcházející 2 problematické mikrotrysky.
2004-07-02	Měřicí gyroskopy č. 1 a 3 byly uvedeny do pomalé rotace rychlostí přibližně 180 ot/min.
2004-07-03	Družice byla zkučebě zaměřena na referenční hvězdu IM Peg. Družice je stabilizována rotací 0.50 ot/min a 12 ze 14  plynových trysek; 2 problémové mikrotrysky byly od systému softwarově odpojeny.
2004-07-06	Měřicí gyroskop č. 2 byl uveden do pomalé rotace rychlostí přibližně 180 ot/min.
2004-07-07	Měřicí gyroskop č. 4 byl uveden do pomalé rotace rychlostí přibližně 180 ot/min.
2004-07-08	V rámci příprav na zahájení vědeckých měření byla rychlost rotace družice zvýšena z 0.50 na 0.52 ot/min.
2004-07-13	Měřicí gyroskop č. 4 dosáhl provozních otáček 6348 ot/min.
2004-07-16	Měřicí gyroskop č. 2 dosáhl provozních otáček 5220 ot/min. Současně s tím poněkud poklesly v dúsledky spotřeby plynného helia otáčky gyroskopu č. 4 z 6348 na 5460 ot/min.
2004-07-27	Předposlední měřicí gyroskop (č. 3) dosáhl provozních otáček.
2004-07-30	Poslední gyroskop č. 1 dosáhl provozních otáček. Tím bylo ukončeno roztáčení měřicích gyroskopů na provozní otáčky (gyroskop č. 1: 4800 ot/min, č. 2: 3738 ot/min, č. 3: 4962 ot/min, č. 4: 3930 ot/min).
2004-08-06	01:19 UT: Švýcarský astronom-amatér pořídil snímek14 přelétávající družice v blízkosti naváděcí hvězdy IM Peg.
2004-08-09	Rychlost rotace družice byla zvýšena z 0.52 na 0.75 ot/min s cílem dosažení vyšší stability a zvýšení přesnosti měření přibližně o 20 %.
2004-08-25	Rychlost rotace družice byla upravena na 0.7742 ot/min.
2004-08-27	Družice zahájila vědecká měření. Jako referenční gyroskop pro měření se používá č. 3.
2004-09-24	03:30 UT: Zřejmě v důsledku náhodného impulsu v měřicím systému přešel gyroskop č. 3 z módu digitálního zavěšení ná záložní analogový mód. V souvislosti s tím byla věděcká měření zastavena a družice přešla do bezpečnostního režimu.
2004-09-25	Bezodporový let družice byl obnoven s využitím gyroskopu č. 1
2004-09-26	Celková zásoba kapalného hélia byla 216 kg, což zaručovalo provoz družice na 9.9 měsíce.
2004-09-28	Došlo k nečekanému zvýšení odběru hélia pro stabilizační a korekční systém. Pravděpodobnou příčinou byla rezonanční vazba mezi parametry řídicího systému a vlněním hélia v nádrži. Po přestavení parametrů byl problém odstraněn.
2004-11-11	00:58 UT: Zvýšená radiace vyvolaná mimořádně silnou erupcí na Slunci způsobila při průletu družice Jihoatlantickou anomálií výpadek počítače SRE [=SQUID Readout Electronics], následovaný jeho restartem a přechodem systémů družice do bezpečnostního módu a všech měřicích gyroskopů do analogového režimu. Hlavní řídicí počítač družice nebyl událostí ovlivněn.
2004-11-12	Povely za Země byla družice znovu uvedena do normálního provozu.
2005-08-15	Ukončení vědeckých měření. Přechod na kalibrační režim.
2005-09-26	Ukončení kalibračních měření. Družice do vyčerpání zásob hélia pokračovala ve vědeckých měřeních.
2005	Předpokládané vyčerpání zásob hélia.
2006-únor	Ukončena fáze I vyhodnocování naměřených dat.
2006-prosinec	Ukončena fáze III vyhodnocování naměřených dat.
2007-04-14	Zveřejnění předběžných výsledků měření družice.
2008-09-30	Ukončen sběr vědeckých dat.
2008-prosinec	Publikována závěrečná zpráva pro NASA16.
2010-12-08	Ukončení provozu družice a vypojení jejích přístrojů.
2011-05-01	Časopis Physical Review Letters akceptoval k publikaci závěrečnou zprávu o výsledcích analýzy dat záskaných družicí17,18,19.

Literatura

1. Gravity Probe B : Testing Einstein's Universe. - Stanford, CA : Stanford University, 2004. - [Cit. 2004-04-20].     (http://einstein.stanford.edu/).
2. Gravity Probe B Launch Companion. - Stanford, CA : Stanford University, 2004. - [Cit. 2004-04-20].     (http://einstein.stanford.edu/highlights/GP-B_Launch_Companion.pdf).
3. Levity and gravity: behind the story of Gravity Probe-B / D. A. Day. - Space Review. - 2004-04-19. - [Cit. 2004-04-20].     (http://www.thespacereview.com/article/132/1).
4. Scientist leading Einstein mission has amazing tale / [NASA]. - Spaceflight Now. - 2004-04-26. - [Cit. 2004-05-01].     (http://www.spaceflightnow.com/news/n0404/26franciseveritt/).
5. A Pocket of Near-Perfection. - Science at NASA. - 2004-04-26. - [Cit. 2004-05-02].     (http://science.nasa.gov/headlines/y2004/26apr_gpbtech.htm?list19835).
6. [JSR] / J. McDowell. - Jonathan's Space Report, No. 524. - 2004-04-23. - [Cit. 2005-02-19].     (http://host.planet4589.org/space/jsr/back/news.524).
7. Mission Status Center. - J. Ray. - Spaceflight Now. - 2004-04-20. - [Cit. 2004-04-20].     (http://www.spaceflightnow.com/delta/d304/status.html).
8. Spacecraft launched to test Albert Einstein's theories / W. Harwood. - Spaceflight Now. - 2004-04-20. - [Cit. 2004-04-21].     (http://www.spaceflightnow.com/delta/d304/).
9. Delta 2 Rocket Successfully Lofts Gravity Probe B / T. Malik. - SPACE.Com. - 2004-04-20. - [Cit. 2004-04-23].     (http://www.space.com/missionlaunches/delta2_gpblaunch_042004.html).
10. NASA's Gravity Probe in its science mission orbit / [NASA]. - Spaceflight Now. - 2004-04-23. - [Cit. 2004-05-01].     (http://www.spaceflightnow.com/news/n0404/28gpbstatus/).
11. NASA Gravity Probe B Mission Status Report 7 May 2004. - SpaceRef. - 2004-05-09. - [Cit. 2004-05-12].     (http://www.spaceref.com/news/viewsr.html?pid=12808).
12. Gravity Probe B update / [NASA]. - Spaceflight Now. - 2004-05-10. - [Cit. 2004-05-12].     (http://www.spaceflightnow.com/news/n0405/10gbpstatus/).
13. NASA Gravity Probe B Mission Status Report 28 May 2004. - SpaceRef. - 2004-05-28. - [Cit. 2004-05-31].     (http://www.spaceref.com/news/viewsr.html?pid=12989).
14. Image Archive of Stefano Sposetti - Gravity Probe B / S. Sposetti. - Zürich : AIDA. - 2004-11-06. - [Cit. 2004-11-13].     (http://aida.astronomie.info/sposetti/index.php/GP-B_06aug2004.jpg.php).
15. "Gentlemen, start your gyros!" / P. L. Barry. - Science at NASA. - 2004-09-02. - [Cit. 2004-09-21].     (http://science.nasa.gov/headlines/y2004/20aug_gpbupdate.htm?list19835).
16. The Gravity Probe B Experiment : Testing Einstein's Universe / F. Everitt et al. - Stanford, CA : Stanford University, 2008 December. - [Cit. 2011-05-06].     (http://einstein.stanford.edu/content/final_report/GPB_Final_NASA_Report-020509-web.pdf).
17. Gravity Probe B: Final results of a space experiment to test general relativity / C. W. F. Everitt et al. / Physical Review Letters. - 2011-05-01. - [Cit. 2011-05-06].     (http://prl.aps.org/accepted/L/ea070Y8dQ491d22a28828c95f660a57ac82e7d8c0).
18. NASA's Gravity Probe B Confirms Two Einstein Space-Time Theories / T. J. Perrotto. - Washington, DC : NASA. - 2011-05-03. - (Release ; 11-134). - [Cit. 2011-05-06].     (http://www.nasa.gov/home/hqnews/2011/may/HQ_11-134_Gravity_Probe_B.html).
19. NASA Announces Results of Epic Space-Time Experiment / T. Phillips. - Washington, DC : Science@NASA. - 2011-05-05. - [Cit. 2011-05-06].     (http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2011/04may_epic/).

Datum poslední úpravy: 2011-05-06 19:19:46 UT

© 2011 - Antonín Vítek