3.7. ЭКСПЕРИМЕНТ С ГИРОСКОПОМ И ПРОВЕРКА ЭФФЕКТА УВЛЕЧЕНИЯ ИНЕРЦИАЛЬНЫХ СИСТЕМ ОТСЧЕТА

Начиная с 1960 г. много усилий было направлено на проверку теорий гравитации с помощью сверхпроводящего гироскопа на орбите [87, 164—166]. Цель эксперимента состоит в том, чтобы измерить прецессию оси вращения гироскопа относительно удаленных звезд по мере движения гироскопа по орбите вокруг Земли. Два релятивистских эффекта являются потенциально наблюдаемыми. Одним из этих эффектов является «геодезическая» прецессия, в которую дает вклад кривизна пространства вокруг Земли. В случае полярной орбиты, если ось гироскопа лежит в плоскости орбиты, геодезическая прецессия приводит к вековому повороту оси вращения с амплитудой

Другой эффект — прецессия Ленза — Тирринга, или «увлечение инерциальных систем отсчета», вызванное вращением Земли (детальное обсуждение см. в МТУ [1], § 19.2 и 33.4). В случае полярной орбиты, если ось вращения гироскопа перпендикулярна плоскости орбиты, увлечение инерциальных систем отсчета приводит к вековому повороту оси вращения с амплитудой

Цель эксперимента — достичь точности 10-3 угловых секунд за год. Подробный вывод формул, касающихся эксперимента с гироскопом, приводится в работе [167], МТУ [1], § 40.7, и в ТМЭГ [2], § 6.4.

Вариант эксперимента с гироскопом был недавно предложен Ван Паттеном и Эвериттом [168], когда «гироскопом» являлся сам спутник на орбите вокруг Земли. Увлечение инерциальных систем отсчета приводит к повороту плоскости орбиты вокруг оси, параллельной оси вращения Земли. В случае спутника на полярной орбите на высоте 800 км над Землей скорость поворота составляет Чтобы исключить эффекты поворота, обусловленные другими причинами (например, вследствие

квадрупольного момента Земли), необходимо иметь два спутника, которые вращаются в противоположных направлениях по почти одинаковым орбитам. Согласно оценке Ван Паттена и Эверитта, с помощью спутников, свободных от сноса, можно достичь точности эксперимента 1%, воспользовавшись данными, передаваемыми с орбиты в течение двух с половиной лет.