HISTORIA MISJI
Wczesne rozważania teoretyczne nad możliwością wykonania testów ogólnej teorii względności za pomocą żyroskopu były prowadzone w latach 20-tych XX w przez J. A. Schoutena i A. S. Eddingtona. W latach 30-tych P. M. S. Blackett badał możliwości wykonania eksperymentu tego typu stwierdzając, że znajdował się on poza zasięgiem technologii dostępnych w tym czasie. Możliwość wykonania takiego eksperymentu w kosmosie zasugerowali pod koniec 1959r i w 1960 niezależnie fizyk z MIT George Pugh i fizyk z Uniwersytetu w Stanford Leonard Schiff. Schiff rozwijał tą koncepcję wraz z Williamem Fairbankiem - fizykiem zajmującym się niskimi temperaturami na Uniwersytecie w Stanford. W styczniu 1961 wysłali do Biura Badań Kosmicznych (Office of Space Sciences) utworzonej 2 lata wcześniej agencji NASA 3-stronicową propozycję misji testującej ogólną teorię względności z użyciem żyroskopów. NASA otrzymała wtedy wiele propozycji misji testujących ogólną teorię względności. Omawiano je na konferencji na Uniwersytecie w Stanford 20-21 lipca 1961 r. W 1962 Fairbank nawiązał współpracę z Francisem Everittem (początkowo z University of Pennsylvania, potem ze Stanford). Razem opracowali oni bardziej szczegółową propozycję dla NASA, uwzględniającą koncepcję satelity pozbawionego wleczenia.
Prace nad misją w NASA zaczęły się w marcu 1964 r. W 1971 r zarządzanie projektem zostało przekazane do Centrum Lotów Kosmicznych im. Marshalla (Marshall Space Flight Cenetr - MSFC). W tym czasie dwa projekty związane z testami ogólnej teorii względności uzyskały nazwę Gravity Probe A (porównanie pracy maserów wodorowych) oraz Gravity Probe B (misja z użyciem żyroskopów). W grudniu 1971 r MSFC zleciło firmie Ball Brothers Research Corporation (BBRC) wykonanie szczegółowej analizy misji, we współpracy z Uniwersytetem w Stanford. Dwie kolejne analizy BBRC zostały wykonane w 1973 i 1975 r. W ich toku stwierdzono, że projekt może przejść z fazy definicji i rozwijania technologii do programu lotów kosmicznych. W styczniu 1977 r na Uniwersytecie w Stanford zakończono wstępne badania finansowane przez NASA. W ich trakcie opracowano kluczowe technologie na potrzeby projektu. Biuro Badań Kosmicznych przyznało następnie nowy kontrakt na zdefiniowanie programu misji. Rok później finansowanie projektu zostało przeniesione z Biura Badań Kosmicznych do Biura Programów Zaawansowanych (Advanced Program Development Office). MSFC prowadził fazę A projektu, czego efektem było zdefiniowania programu misji w 1980 r. W tym tez roku NASA powołała komisję pod przewodnictwem kierownika Biura Programów Zaawansowanych Jeffreya Rosendhala mającej oszacować techniczną gotowość projektu do realizacji. Komisja stwierdziła, że postępy dokonane w Stanford w połączeniu z doświadczonym zespołem inżynierów branży kosmicznej pozwolą na wykonanie planowanego eksperymentu.
W 1982 r MSFC wraz z Uniwersytetem w Stanford rozpoczęły fazę B projektu. Jej efektem było zaprojektowanie zbyt dużego i zbyt kosztownego statku kosmicznego, ponadto stwarzającego duże niebezpieczeństwo niepowodzenia eksperymentu. W 1983 r program został zrestrukturyzowany w celu zmniejszenia masy i poboru mocy planowanego satelity, zmniejszenia kosztów oraz zwiększenia szans powodzenia bez zmiany głównych celów naukowych. Efektem było podzielenie projektu na dwie fazy. Pierwsza faza miała być demonstracją możliwości wykonania eksperymentu (Shuttle Test of the Relativity Experiment - STORE). W jej ramach kriostat i instrument miały zostać przetestowane w trakcie lotu wahadłowca w 1989 r. Po zakończeniu misji sprzęt miał zostać dostarczony na Ziemię, odnowiony i zintegrowany z dedykowanym satelitą. 2 lata później satelita miał zostać wyniesiony na orbitę polarną przez wahadłowiec startujący z bazy Vandenberg w południowej Kalifornii.
W 1984 projekt przeszedł z fazy definicji w fazę projektowania statku kosmicznego i sprzętu naukowego. Głównym ośrodkiem odpowiedzialnym za prowadzenie misji został Uniwersytet w Stanford. W ten sposób Gravity Probe B stała się pierwszą i największą misją NASA w której rolę zarządzającego całym przedsięwzięciem (budową instrumentu i satelity, prowadzeniem misji i analizą danych) pełnił uniwersytet.
NASA rozpoczęła finansowanie programu STORE w roku budżetowym 1985. Podwykonawcą był Lockheed Martin, odpowiedzialny za dostarczenie kriostatu oraz próbnika (komory próżniowej z żyroskopami i teleskopem). Jednak po katastrofie Challngera w 1986 r anulowano prace nad stanowiskiem startowym dla wahadłowców w Vandenberg. Misja musiała zostać przemyślana na nowo tak, aby satelita mógł zostać wyniesiony przez rakietę jednorazowego użytku. W 1988 r zaprojektowano nową jednostkę do testów podczas misji wahadłowca (Shuttle Test Unit - STU). Planowano, że zostanie wyniesiona w kosmos w połowie lat 90-tych. STU był uproszczoną wersją STORE - zestawem do testów zawieszania i rozpędzania żyroskopów w temperaturze pokojowej w warunkach mikrograwitacji. Jednak już na początku lat 90-tych stało się jasne, że wykonanie właściwego eksperymentu bezwzględnie wymaga warunków kriogenicznych i dedykowanego satelity stanowiącego zintegrowany system razem ze sprzętem naukowym. W 1992 r na Uniwersytecie w Stanford rozpoczął się proces wyboru podwykonawcy który skonstruuje statek kosmiczny. Zakończył się on dwa lata później. Wybrano Lockheed Martin. Firma ta była odpowiedzialna za zbudowanie i integrację satelity, integrację ze sprzętem naukowym, integrację z rakietą nośną, testy, przygotowania do startu i wsparcie inżynieryjne misji od fazy testów po starcie poprzez fazę naukową do pomiarów kalibracyjnych po jej zakończeniu.
W 1994 r zakończyły się podstawowe prace nad wszystkimi niezbędnymi elementami. W Stanford wykonano prototypy żyroskopów, analogowego systemu zawieszającego żyroskopy i systemu odczytu żyroskopów. Lockheed Martin zaprojektował kriostat i próbnik. Wiosną 1994 r pozyskano fundusze pozwalające na przejście projektu do fazy faktycznych przygotowań do lotu. W 1995 r anulowano misję STU. Wykonane do tej pory testy komponentów eksperymentu wykazały, że nie będzie ona potrzebna. Data startu satelity została zaplanowana na październik 2000 r. W tym czasie intensynie prowadzono już prace nad satelitą i sprzętem naukowym.
W 1997 r misja stała się typowym programem NASA prowadzącym do startu, zbierania danych na orbicie i ich analizy. W latach 1997 - 2002 prowadzono prace nad integracją satelity oraz ładunku, w tym połączenia żyroskopów, SQUID i teleskopu w SIA, umieszczenia SIA w próbniku a próbnika w kriostacie. Następnie cały zestaw był testowany jako zintegrowany system. W tym czasie zakończono prace nad systemami GSS, EQU, SRE i TRE. Elektronika analogowa GSS została zastąpiona elektroniką cyfrową. Podczas prac na ładunkiem pojawiła się seria problemów technicznych. W związku z tym data startu została przełożona na 2002 r. Dla przykładu testy kriostatu i próbnika w grudniu 1999 r ujawniły brak połączenia termicznego pomiędzy miedzianymi pasmami przewodzącymi ciepło na obu końcach próbnika. Wykryto też niezwiązane z tym problemy z pętlą SQUID żyroskopu nr 4. W celu rozwiązania napotykanych problemów w przygotowaniach większą rolę zaczął odgrywać MSFC. Nową datą startu stał się koniec 2003 r. W lipcu 2003 r odbył się przegląd gotowości satelity do lotu (Space Vehicle Acceptance Review - SVAR) w trakcie którego zidentyfikowano tylko niewielkie problemy, których rozwiązanie zajęło kilka miesięcy. Start został wtedy zaplanowany na 6 grudnia 2003 r. Pod koniec 2003 r start przełożono po raz odstani, z powodu opóźnień w testach satelity. Jego nowym terminem stał się kwiecień 2004 r. W trakcie ostatniego przeglądu gotowości misji dokładna data startu została ustalona na 17 kwietnia. Potem przesunęła się jednak na 19 kwietnia z powodu opóźnień w przygotowaniach stanowiska startowego. Z powodu niekorzystnej pogody został ostatecznie przesunięty o jeden dzień.
Wątek: Gravity Probe B (kompendium) (Przeczytany 18907 razy)