高中物理 第6章 相对论与天体物理 第3节 广义相对论初步镜球激光卫星验证爱因斯坦广义相对论素材 鲁科版选修3-4

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‎“镜球”激光卫星验证爱因斯坦广义相对论 ‎ 据报道，欧洲空间局将使用最新型的固体运载火箭（织女星）发射“激光相对论卫星”，以验证广义相对论，该理论是现代物理学的基石之一。“激光相对论卫星”关键部分为‎36厘米宽的袖珍“镜球”，由金属钨制成，表面分布着92个洞。发射地点为法属圭亚那发射场，也可称为库鲁航天中心，而“织女星”固体运载火箭可携带2.5吨的有效载荷，发射窗口定为‎2月13日。 ‎ 激光相对论卫星的“镜球”系统 ‎“激光相对论卫星”的在轨工作时，将由地基激光进行反射式跟踪。广义相对论认为引力的产生源于时空的曲率，如果该理论是正确的，那么地球的转动将拖带着周围时空一起旋转，将会扰动卫星轨道。虽然广义相对论是目前普遍接受的引力理论，但是如果采用更加精确的测量系统，它可能会出现瑕疵。由美国宇航局发射的“引力探测B”卫星之前去取得了预期轨道变化值的19%，而较早的引力探测器可在10%之内，这说明“引力探测B”卫星遇到了问题。‎ 因此，欧洲空间局的研究人员希望“激光相对论卫星”能取得1%的轨道变化精度，这也是该卫星制造方意大利航天局所期待的。由于新型固体运载火箭的投入使用，欧洲空间局希望看到更多的卫星或者探测器从库鲁航天中心发射升空。值得一提的是，新型“织女星”运载火箭将在2020‎ 年进行整流罩以及隔热系统的测试，为将来可能出现欧洲载人航天任务做准备。‎ 同时，“织女星”固体运载火箭也能发射一些天文观测或者气象卫星。对此，马萨诸塞州哈佛-史密森天体物理中心的科学家乔纳森·麦克道尔（Jonathan McDowell）认为：作为目前世界上投入使用的小型运载火箭之一，“织女星”火箭还是很有希望的，诸如美国轨道科学公司建造的金牛座运载火箭现在已经陷入困境。特别是近年来，美国宇航局两次发射失败都与金牛座运载火箭有关，分别为“轨道碳循环观测卫星”与“辉煌”号大气悬浮颗粒物探测卫星。‎ ‎“织女星”火箭还可以帮助库鲁发射场完善各级别载荷发射任务，因为欧洲空间局还有推力更强大的阿丽亚娜5 系列火箭，而俄罗斯联盟号宇宙飞船也将在库鲁航天中心发射。这都将加强库鲁发射场的发射能力，补强欧洲空间技术，同时也可展开全面的竞争。‎