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Gravity Probe B – Ende gut, alles gut?

von Redaktion am 20. Mai 2011

Am Mittwoch, dem 4. Mai 2011 war es soweit. Die Ergebnisse von Gravity Probe B, dem bislang ehrgeizigsten Weltraumexperiment zur Überprüfung der Allgemeinen Relativitätstheorie Albert Einsteins, wurden bekannt gegeben. Sie waren bereits für den Sommer 2006 angekündigt worden. Doch unerwartete Störeffekte beeinflussten die Messungen so nachhaltig, dass die Datenanalyse und –auswertung fünf Jahre länger als geplant dauerte.

Gravity Probe B Projektleiter Dr. Francis Everitt

Projektleiter Dr. Francis Everitt arbeitet seit 1962 am Gravity Probe B Experiment

Kurz vor der Pressekonferenz wurde dem Leiter des Gravity Probe B Projektteams Dr. Francis Everitt vom Österreichischen Botschafter in den USA, Christian Prosl, das Österreichische Ehrenkreuz Erster Klasse für Wissenschaft und Kunst verliehen. Die Österreicher Hans Thirring und Josef Lense sagten auf der Grundlage der Allgemeinen Relativitätstheorie bereits 1918 zusätzlich zur Raumzeitkrümmung auch einen gravitomagnetischen Effekt voraus. Eine äußerst geringe „Verdrillung“ der Raumzeit durch rotierende Massen. Gravity Probe B ist die erste direkte Messung des nach den beiden Wissenschaftlern benannten Lense-Thirring-Effektes (Frame-Dragging-Effekt). Geboren 1935 promovierte Dr. Everitt 1959 am traditonsreichen Imperial College London. Danach forschte er 2 Jahre lang über die Eigenschaften von flüssigem Helium an der Universität von Pennsylvania, und wechselte dann 1962 in die Arbeitsgruppe von William M. Fairbank und Leonard I. Schiff an der Stanford University um das Gravity Probe B Gyroskop Experiment zu entwickeln und durchzuführen. Ein Projekt, das Dr. Everitt und sein Team jetzt nach knapp fünfzig Jahren erfolgreich abschließen konnte.

Start der Delta-Rakete mit Gravity Probe B am 20. April 2004

Start der Delta II-Rakete mit Gravity Probe B am 20. April 2004

Nach dem Start von Gravity Pobe B am 20. April 2004, der Datenerfassung vom 28. August 2004 bis zum 14. August 2005 und fast sechs Jahren der Datenauswertung liegen nun eindrucksvolle Bestätigungen der Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie vor. Die Krümmung der Raumzeit ist mit einer Genauigkeit von 0,28% bestätigt. Der wesentlich schwieriger zu messende Lense-Thirring-Effekt immerhin noch mit einer Genauigkeit von 19%. Die ursprüngliche Zielsetzung war viel ehrgeiziger. Geplant war eine Präzision von 0,01% für die Raumzeitkrümmung bzw. von 1% für den Lense-Thirring-Effekt. Was war passiert? Bereits im November 2006 wurde klar, dass die Messdaten durch unbekannte Störeffekte stark beeinträchtigt waren.

Alles wurde versucht, um zu retten, was noch zu retten war. Doch das Projekt stand danach mehr als einmal auf der Kippe. 2008 evaluierte die NASA die Aussichten auf Erfolg und entschied aufgrund der düsteren Prognosen die Finanzierung kurzerhand einzustellen. Zu diesem Zeitpunkt hatte das Projekt bereits 750 Millionen Dollar verschlungen. Nur der privaten Unterstützung durch Richard D. Fairbank, Sohn von William W. Fairbank, dem Initiator des Experiments, mit 500.000 Dollar, die jeweils mit dem gleichen Betrag durch die NASA und der Stanford University auf 1,5 Millionen Dollar erweitert wurde  und der Bereitstellung von 2,7 Millionen Dollar durch Dr. Turki bin Saud bin Mohammad Al Saud, einem ehemaligen Studenten und Absolventen der Stanford University, ist es zu verdanken, dass das Experiment erfolgreich abgeschlossen werden konnte.

Turki bin Saud bin Mohammad Al Saud

Dr. Turki bin Saud bin Mohammad Al Saud, Vizepräsident der Research Institutes der King Abdulaziz City for Science and Technology

Und natürlich den Wissenschaftlern, denen es mit einem bemerkenswerten Kraftakt gelang, die Quelle der Störungen zu identifizieren. Es handelte sich um Flächenladungen auf den Kugeln der Gyroskope und deren Gehäuse. Die Störungen konnten nicht vollständig aus den Messdaten eliminiert werden. Jedoch zumindest soweit, dass eine sinnvolle Datenanalyse möglich wurde. Zum Preis der geringeren Präzision und fünf Jahren mehr Zeit. Kritiker meinen, dass die Ergebnisse in schlechtem Verhältnis zum finanziellen Aufwand stehen und dieser für andere Projekte hätte sinnvoller eingesetzt werden können. Wie auch immer eine „objektive“ Bewertung experimenteller Ergebnisse erfolgen kann oder soll. Teure Experimente werden es in Zukunft schwerer haben, eine Unterstützung zu erhalten.

Mit enormem Aufwand und großartigen wissenschaftlichen Leistungen ist mit Gravity Probe B ein herausragendes Experiment erfolgreich abgeschlossen worden. Ein Experiment, das wir in dieser Form wohl nicht mehr sehen werden.

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