Лазерен жироскоп показа в реално време как се колебае оста на Земята

Немски изследователи от Техническия университет в Мюнхен и Университета в Бон за първи път директно проследиха колебанията на земната ос (прецесия и нутация) с помощта на високоточен пръстеновиден лазер.

Устройството е разположено в подземен комплекс на геодезическата обсерватория „Ветцел“ в Бавария.

Досега за подобни измервания бяха необходими сложни наблюдения от мрежа радиотелескопи (VLBI).

Сега един-единствен инерционен сензор се справи със задачата самостоятелно, при това с времева резолюция под един час.

Експериментът е продължил 250 дни. Показал е, че инсталацията може непрекъснато и директно да регистрира всички компоненти на колебанията на оста. От дългопериодичната прецесия до дребните ежедневни флуктуации.

Според авторите, точността на новия пръстеновиден лазер е стотици пъти по-добра от тази на предишни жироскопи от същия клас.

Резултатите са достъпни почти в реално време, без дългите изчисления, характерни за VLBI методите.

Екипът добавя, че по-нататъшното повишаване на стабилността и точността с около 10 пъти би открило пътя за проверка на ефекти от общата теория на относителността директно от земната повърхност.

По-конкретно, това би позволило директно измерване на ефекта на Лензе-Тиринг (увличане на пространство-времето от въртяща се планета).

В общата теория на относителността пространство-времето се държи като много вискозна тъкан.

Когато масивно тяло се върти (Земята, звезда, черна дупка), то леко увлича тази тъкан около себе си по посока на въртенето – сякаш лъжица бавно разбърква мед.

Този феномен е известен като „увличане на инерциални отправни системи“ (frame-dragging).

Точните и бързи данни за ориентацията на Земята (EOP) са основата за навигацията в далечния Космос, насочването на антени, корекцията на сателитни орбити и съгласуването на глобални референтни рамки (GNSS/SLR/VLBI).

Локалният пръстеновиден лазер предоставя непрекъснати данни без нужда от външни сигнали.

Това повишава устойчивостта на инфраструктурата, намалява закъсненията при обработката на данни за планиране на маневри и подобрява точността на телескопните изображения и тестовете по фундаментална физика (дължина на денонощието, гравитационни ефекти).