Eliptične orbite satelitov 5 in 6 Galilea so raziskovalcem omogočile merjenje gravitacijske časovne dilatacije s točnostjo brez primere. Relativistična ekscentričnost doseže vrh amplitude približno 370 nanosekund, zaradi premika v višini satelitov
Neuspešen zagon dveh globalnih satelitov za pozicioniranje pred 4 leti se je izkazal za resnično darilo za fizike. Znanstveniki so uporabili vesoljska plovila 5 in 6 sistema Galileo za natančnejše merjenje gravitacijske časovne dilatacije.
Gravitacijska časovna dilatacija (gravitacijsko rdeči premik) je ključna napoved splošne teorije relativnosti, ki jo je Albert Einstein objavil pred 100 leti. Gravitacijska polja upočasnjujejo čas. Čim bližje je ura za masivni predmet, hitreje se bodo pomikale puščice za zunanjega opazovalca.
Časovna upočasnitev se pojavlja tudi zaradi gibanja, kot je napovedala posebna teorija relativnosti iz leta 1905 v Einsteinu. Hitreje se premikate, počasnejša je ura (za zunanjega opazovalca). Časovna dilatacija ni le teoretski pojav. Sateliti naj bi ga uporabili za natančno odčitavanje uporabnikom na Zemlji. Raziskovalci so lahko izmerili pojav na tem področju. Najbolj znan primer je bil zabeležen leta 1976 z eksperimentom Gravitacijska sonda-A. Potem je bila atomska ura poslana na nadmorsko višino 10.000 km, po kateri so podatke primerjali z odčitki na Zemlji. Rezultati so potrdili napovedi splošne teorije relativnosti s točnostjo 0,007%.
Meritve Gravity Probe-A so veljale za zlati standard že 40 let, dokler se niso pojavili sateliti Galileo 5 in 6. Parka je bila lansirana na raketi Soyuz leta 2014, da bi se pridružila evropski satelitski navigacijski mreži. Toda stvari niso šle po načrtu. V bistvu je raketa sprožila satelite v nepravilne orbite (preveč eliptične za plovbo). Oba satelita dvigata in padata na 8.500 km v orbiti dvakrat na dan.
Takšno vedenje ni primerno za navigacijsko delo in člani ekipe še vedno poskušajo ugotoviti, kako vrniti satelite v ozvezdje. Toda ta situacija je idealna za spreminjanje časovne dilatacije, še posebej, ker imajo Galileo 5 in 6 svoje atomske ure, ki bodo ostale stabilne 3 milijone let.
Zaradi okvare so bili sateliti Galileo 5 in 6 sproženi v napačne orbite med lansiranjem na raketo Soyuz leta 2014. Poznejši manevri so pomagali razporediti svoje orbite, vendar so poti leta preveč eliptične, da bi se lahko pridružile konstelaciji.
Nove meritve so izboljšale natančnost določanja časa gravitacijskega upočasnjevanja za 5-krat v primerjavi s kazalniki Gravity Probe-A. Veseli me, da je teorija potrjena s praktičnimi opažanji.
Izjemni rezultati so bili mogoči zaradi edinstvenih značilnosti satelitov Galileo. Za stabilnost njihovih atomskih ur na krovu, natančnost v orbiti in prisotnost laserskih reflektorjev je potrebno zahvaliti, kar zagotavlja lastnosti delovanja neodvisnih in natančnih meritev orbite od Zemlje.
