อุบัติเหตุการส่งดาวเทียมเปิดช่องให้พิสูจน์ทฤษฎีของไอน์สไตน์

Posted on Updated on

เมื่อปีกว่าๆที่แล้วแล้วองค์การอวกาศยุโรป (ESA) ตั้งใจจะส่งดาวเทียมกาลิเลโอ 5 และกาลิเลโอ 6 เพื่อสร้างเครื่องข่ายดาวเทียมนำทาง(navigation satellites)ขึ้นมาเพื่อเป็นอิสระจากระบบดาวเทียม GPS ของอเมริกาและระบบดาวเทียม GLONASS ของรัซเซีย เผื่อในกรณีที่ถูกยกเลิกการใช้บริการจากอเมริกาและรัซเซีย ดาวเทียมถูกส่งโดยจรวดโซยุซ Soyuz-STB/Fregat-MT ของรัสเซีย ที่เฟรนช์เกียนา จังหวัดโพ้นทะเลของฝรั่งเศสในอเมริกาใต้ เมื่อวันที่ 22 สิงหาคม 2557 ตอนแรกจรวดก็ทำงานไปได้ด้วยดี แต่ปัญหาก็เกิดขึ้นภายในจรวดส่วนบน (Upper stage) ท่อของฮีเลียมเหลวเย็นถูกติดตั้งใกล้เกิินไปกับท่อเชื้อเพลิง ทำให้เชื้อเพลิงแข็งตัว หยุดการทำงานของจรวดส่วนบนส่งผลให้ดาวเทียมเข้าสู่วงโคจรที่ผิดจากที่ตั้งใจไว้

แทนที่จะเป็นวงโคจรวงกลมกลับกลายเป็นวงโคจรวงรีที่มีความสูงที่ 13,713 กิโลเมตรและ 25,900 กิโลเมตร ด้วยการใช้ตัวควบคุมความสูงที่ติดไปกับดาวเทียม ดาวเทียมเปลี่ยนวงโคจรให้มีความรีน้อยลงและจากนั้นทีมผู้เชี่ยวชาวก็ประเมินว่าดาวเทียมยังสามารถใช้เพื่อการนำทางได้อยู่หรือไม่ แต่ถ้าหากไม่ได้มันก็ยังไม่ไร้ค่าไปเสียทีเดียว

ภาพจำลองดาวเทียมกาลิเลโอแยกตัวจากจรวดโซยูซส่วนบนโดยศิลปิน

Galileo_s_Fregat_separating_node_full_image_2
ภาพโดย ESA

ดาวเทียมยังคงโคจรสองรอบต่อหนึ่งวัน ด้วยความอัังเอิญนี้เป็นโอกาสที่ดีเยี่ยมในการทดสอบทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ ทฤษฎีสัมพัทธภาพถูกคิดค้นเมื่อ 100 ปีก่อน พยากรณ์ว่าเวลาจะเดินช้าลงในสนามแรงโน้มถ่วง เข้าใจง่ายๆคือ นาฬิกาบนโลกจะเดินช้ากว่านาฬิกาในอวกาศ เพราะในอวกาศมีแรงโน้มถ่วงน้อยกว่า

โดยทั่วไปดาวเทียมนำทางนั้นก็คำนึงถึงผลนี้ด้วยเช่นกัน เนื่องจากนาฬิกาบนดาวเทียมเดินเร็วกว่าบนโลกหลายสิบไมโครวินาทีทุกๆวัน หากดาวเทียมไม่คิดถึงผลนี้จะทำให้การบอกตำแหน่งบนโลกผิดเพี้ยนไปประมาณ 10 กิโลเมตรทุกๆวัน

วงโคจรที่รีของดาวเทียมกาลิเลโอ 5 และกาลิเลโอ 6 จะทำให้ได้รับผลนี้อ่อนบ้างเข้มบางสลับไปมาเนื่องจากวงโคจรที่รี และส่งผลต่อความเร็วในการเดินของนาฬิกาซึ่งสามารถนำมาเปรียบเทียบระหว่างผลที่พยากรณ์จากทฤษฎีและข้อมูลจากดาวเทียมว่าตรงกันหรือไม่

ในการทดลองยาวนานหนึ่งปี นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันศูนย์เทคโนโลยีอวกาศประยุกต์และแรงโน้มถ่วงไมโครซาร์ม (ZARM Center of Applied Space Technology and Microgravity) จากเยอรมณี และสถาบันระบบอ้างอิงกาล-อวกาศเซียทึ (SYRTE Systèmes de Référence Temps-Espace) จากฝรั่งเศส หวังว่าจะวัดการยืดหดของเวลา (time dilation) ได้แม่นยำกว่าการทดลองครั้งก่อน 4 เท่า

การทดสอบการพยากรณ์ของไอน์สไตน์อย่างต่อเนื่องเป็นปัจจัยสำคัญในความก้าวหน้าของฟิสิกส์เชิงแรงโน้มถ่วง นักวิทยาศาสตร์มักจะหาวิธีใหม่ในการทดสอบแนวคิดของไอน์สไตน์ ในการครบรอบ 100 ปีของการก่อกำเนิดทฤษฎีสัมพัทธภาพนี้ นี่อาจเป็นของขวัญครบรอบก็เป็นไปได้

ที่มา : The guardian

Advertisements

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out /  เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s