"Gentlemen, starten Sie Ihre Kreisel!"

04.09.2004 - NASA's Gravity Probe B Raumschiff hat mit seiner Suche nach einer bizarren Vorhersage von Einsteins Relativitätstheorie begonnen.

Nun heißt es, "alle Systeme auf Go", für eines der ehrgeizigsten physikalischen Experimente das jemals gestartet wurde.

Am 27. August hat NASA´s Gravitiy Probe B Satellit, nach 4 Monaten im Orbit, seine einjährige Suche nach Zeichen auf eine feine Raum-Zeit-Turbulenz um die Erde herum, die von Einstein´s Relativitätstheorie vorhergesagt wird, aufgenommen. Die Suche wird nicht einfach, aber für die beteiligten Wissenschaftler ist der schwierigste Teil schon vorüber: ein monatelanges, vorsichtiges Starten und Überprüfen des Satelliten, wobei nur eine falsche Bewegung das Experiment noch vor seinem Start hätte ruinieren können.

"Dies ist eine lange und umständliche Geschichte," sagt Francis Everitt, Untersuchungsleiter für Gravity Probe B (GP-B) und Professor an der Stanford University.

Eines der wichtigsten Teile an Bord von GP-B ist ein Teleskop, das auf den Stern IM Pegasus gerichtet ist, der als fester Referenzpunkt am Himmel dient. Everitt und seine Kollegen dachten sich, dass es schnell und schmerzlos zu bewerkstelligen sei, das Teleskop auf diesen Stern auszurichten und nur drei Tage nach dem Start erledigt sein sollte. Stattdessen dauerte es Wochen.

Zuerst haben davonschwimmende Staubpartikel, die das Sonnenlicht reflektierten, die Stern-Richtungssensoren des Satelliten irritiert. Diese Sensoren benutzen die Orte von Konstellationen zur Orientierung des Raumschiffs, und die kleinen, leuchtenden Teilchen sahen aus wie Sterne. Der Staub löste sich mit der Zeit auf, aber ein anderes Problem tauchte auf: Kosmische Strahlung in Form von Hochgeschwindigkeits-Protonen deckten die Lichtsensoren des Teleskops ein und erzeugten falsche Signale. Wissenschaftler der Mission mussten die Software des Satelliten so anpassen, dass sie diese Signale ignoriert. Und so ging es für die nächsten Wochen weiter; die Wissenschaftler lösten ein Problem, nur um gleich danach auf das nächste zu stoßen.

"Dies ist nun zur Routine geworden und wir benötigen nur noch etwa eine Minute um den Stern anzupeilen, wenn er am Horizont auftaucht," sagt Everitt. (Der Satellit verliert den Ausblick auf den Stern während jedem Umlauf, weil er hinter der Erde verschwindet. Daher muss der Stern jedes Mal neu angepeilt werden, wenn er wieder ins Sichtfeld kommt.)

Der Grund für das Teleskop und den Referenzstern ist es, den Wissenschaftlern zu helfen die 4 sich drehenden Kugeln oder Kreisel, an Bord des Satelliten im Auge zu behalten. Diese Kreisel, die in der nächsten Ausgabe des Guiness Buchs der Rekorde, als die Rundesten je produzierten Objekte, auftauchen werden, sind das Herzstück des Experiments. Am Anfang sind ihre Drehachsen mit der von IM Pegasus abgestimmt. Wenn die Raum-Zeit um die Erde wirklich verzerrt ist, wie Einstein sagt, werden die Kreisel wackeln und während GP-B´s einjähriger Mission langsam von ihrer Ausrichtung auf den entfernten Stern abweichen.

"Eines der Dinge, über die wir sehr besorgt waren, war es Dreck in die Kreiselgehäuse zu bekommen, " sagt Everitt. Die Kreisel bewegen sich in einem fast perfekten Vakuum und es trennt sie nur eine Lücke von einigen tausendstel Zentimetern von ihren Gehäusen.

"Die Kreisel waren sauber bevor sie auf die Reise geschickt wurden, aber wir haben das System während des Starts heftig durchgeschüttelt. Würden Sie nicht erwarten, dass ein Stückchen Dreck durch die Abpumpöffnungen eindringt, direkt auf dem Kreisel landet und das Ganze festsetzt?" sagt er. "Das würde das Ende dieses Kreisels bedeuten."

In diesem Fall waren alle Sorgen umsonst. "Die Kreisel sind alle hervorragend sauber geblieben," sagt er. Sie schweben in ihren Hüllen, ausgerichtet auf den Referenzstern, und drehen sich einige tausend Mal pro Minute. "Überraschend, herrlich."

Nun beginnt das Sammeln von wissenschaftlichen Daten. Die Computer an Bord des Satelliten sollten in der Lage sein, diesen Teil der Mission automatisch durchzuführen. Trotzdem wird mindestens eine Person GP-B während dieses Jahres zu jeder Zeit im Auge behalten, sagt Everitt. "Es sollte automatisch laufen, aber man kann sich nie entspannen.

Nach mehr als 40 Jahren der methodischen Planung und 4 Monaten intensivem Problemlösens, fühlen die GP-B Wissenschaftler "ein wirkliches Gefühl der Freude", sagt er. "Was für ein Unterschied das ist, dort oben zu sein und es durchzuführen. Wie aufregend das ist. Wir alle fühlen das."

"Einige Leute," lacht Everitt, "reden davon ein oder zwei Wochen wohlverdienten Urlaub zu nehmen."

Autor: Frank Erhardt