应用惯性技术验证广义相对论——2013年新版电子书

序言

（新版）前言

（第一版）前言

引言

1　爱因斯坦广义相对论的预测及验证原理

1.1　广义相对论

1.2　对广义相对论所预言的新物理效应的预测

1.3　短程线效应和坐标系拖曳效应引起的陀螺进动

1.3.1　短程线效应引起的陀螺进动

1.3.2　坐标系拖曳效应引起的陀螺进动

2　引力探测器卫星（GP-B）

2.1　GP-B实验的目的和意义

2.2　测量短程线效应和坐标系拖曳效应的原理和方法

2.3　GP-B的轨道及向导星选择

2.4　卫星的结构和参数

2.5　卫星搭载的仪器装置

2.5.1　杜瓦瓶

2.5.2　真空金属筒

2.5.3　石英块

2.5.4　陀螺和加速度计

2.5.5　超导量子干涉仪（SQUID）

2.5.6　望远镜

2.6　对引力探测器卫星的要求

2.6.1　总要求及误差树

2.6.2　陀螺受到的干扰加速度应小于10的-11次方g

2.6.3　卫星核心部件的低温工作环境

2.6.4　低磁场环境

2.6.5　真空罐内的真空度

2.6.6　其他

2.7　GP-B系统层次和系统复杂性

2.7.1　系统目标

2.7.2　系统组成的层次和工程阶段

2.7.3　系统复杂性

3　陀螺结构及关键技术

3.1　静电陀螺的结构

3.2　陀螺转子制造和参数测量

3.3　陀螺支承

3.4　陀螺加转与阻尼

3.5　陀螺信号读取

3.6　陀螺装配

3.7　小结

4　陀螺及其部件在地面的测试和标定

4.1　太空中与地面上陀螺工作状态的差别

4.2　太空中陀螺受到的干扰力矩

4.3　太空中陀螺漂移模型

4.4　地面上的陀螺漂移

4.5　支承系统在地面的测试

4.6　SQUID在地面的测试

4.7　陀螺精度实验及误差分析

4.8　其他

4.9　小结

5　GP-B卫星测量数据可信度的保证

5.1　实验数据内部一致性的保证

5.2　实验数据外部一致性的保证

5.3　太空中的标定

6　科学数据提取和估计

6.1　科学数据提取

6.2　数据介绍

6.3　数据处理与估计

6.3.1　发射前拟采用的数据处理模型

6.3.2　最终采用的数据处理模型

6.4　GP-B实验系统误差

7　GP-B实验结果及问题

7.1　GP-B实验的结论

7.2　两个始料未及的事情及它们对实验的影响

7.2.1　碎磷效应引起的陀螺时变极迹运动及对实验的影响

7.2.2　不对准力矩和谐振力矩

7.3　数据处理的主要方法

8　评论

8.1　美国国家航空航天局的评论

8.2　《AAAS Science Now》评论

8.3　《American Surveyor》评论

8.4　《Aviation Week》评论

8.5　《BBC NEWS》评论

8.6　《Big Think》评论

8.7　《Bloomberg》评论

8.8　《Physics》评论

8.9　《Inside GNSS》评论

8.10　《Nature.com NEWs》评论

8.11　《NYTimes》评论

8.12　《Science News》评论

8.13　《SF Chronicle》评论

8.14　施昊的质疑文章

8.15　张操的质疑评论

9　GP-B实验给我们的启示

9.1　GP-B陀螺为惯性技术的空间应用开辟了新思路

9.2　严格“安静”的环境条件是陀螺仪工作的必要条件

9.3　新材料、新技术的应用是提高陀螺精度的基础

9.4　缜密的太空检测与可靠的实验数据处理是实验成功的重要环节

9.5　正确有效的管理是成功的有力保证

9.6　GP-B在带动相关学科发展、培养人才方面做出了历史性的贡献

9.7　勇于探索，不断创新

附录A

A.1　GP-B发展大事记

A.2　专业术语中英文对照

A.3　科学术语解释

A.4　一些有关的网站资源

参考文献