De Galileo-satellieten van ESA zullen de relativiteitstheorie van Einstein testen

Twee satellieten gebouwd en gelanceerd door de European Space Agency zullen het volgende jaar doorbrengen met het testen van de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein, die werd voorgesteld in een paper die de beroemde Duitse fysicus deze maand 100 jaar geleden publiceerde (als je op die manier aan tijd denkt).

In augustus 2014 lanceerde het ESA de vijfde en zesde satellieten in het kader van zijn Galileo-programma, een wereldwijd satellietnavigatiesysteem dat verondersteld wordt zeer nauwkeurige civiele GPS voor heel Europa te leveren. Helaas zijn Galileo 5 en 6 vastgelopen in langwerpige banen rond de aarde als gevolg van gebrekkige raketverbranding in het bovenste stadium, waardoor ze onbruikbaar zijn voor navigatie.

ESA-wetenschappers hebben sindsdien gewerkt om de banen van de twee satellieten te corrigeren via een ingewikkeld stel manoeuvres. Dat is niet gelukt, maar falen kan tot een eigen succes leiden. "De satellieten zijn per ongeluk extreem wetenschappelijk bruikbaar geworden, als hulpmiddelen om de algemene relativiteitstheorie van Einstein te testen door preciezer dan ooit tevoren de manier te meten waarop de zwaartekracht het verstrijken van de tijd beïnvloedt", zei ESA Senior Satellite Navigator-adviseur Javier Ventura-Traveset in een verklaring.

Einsteins theorie van de algemene relativiteit voorspelt dat de tijd langzamer loopt in de buurt van massieve objecten. Dit is al experimenteel waargenomen - met name in 1976 door een sonde uitgerust met een atoomklok van waterstofmaser en 62000 mijl gelanceerd in de ruimte.

De Galileo-satellieten - ook uitgerust met atoomklokken van waterstof, behouden tot nu toe nog steeds een elliptische baan. Omdat ze twee keer per dag ongeveer 5280 mijl klimmen en vallen, zijn ze erg waardevol voor onderzoekers die willen vergelijken hoe anders de tijd reist op verschillende hoogten van de aarde.

Atomaire klokken lopen ongeveer een paar tienden van een microseconde sneller in een baan dan op de grond. Op navigatiesatellieten levert dit fouten op van ongeveer 6,2 mijl per dag. De ESA hoopt een jaar lang gegevens van de twee Galileo-satellieten te gebruiken om de instrumentele precisie te verbeteren en de algemene relativiteitstheorie in meer detail te begrijpen. Van de twee satellieten wordt verwacht dat ze gegevens verzamelen die minstens vier keer nauwkeuriger zijn dan de resultaten van de missie van 1976.

Wetenschappers observeren niets bijna zo gek als wat er in de film op de planeet Miller was afgebeeld interstellair. Desalniettemin zou de nieuwe missie ons wat meer informatie kunnen geven over wat we zouden kunnen verwachten als mensen eindelijk naar andere manen of planeten reizen die een enorm verschillende zwaartekrachtseffecten hebben.