Исследовательская ракета MAIUS-1 была запущена из космического центра Эсрейндж в Швеции в течение 15 минут в 3:30 утра по центральноевропейскому времени 23 января 2017 года. Полет нес полезную нагрузку с экспериментом по созданию конденсатов Бозе-Эйнштейна из атомов рубидия, которые предполагалось использовать для проведения точных измерений на высоте до 240 километров. Ультрахолодные квантовые газы можно использовать в условиях невесомости в качестве высокоточных датчиков гравитации, например, чтобы определить, действительно ли объекты в одном и том же гравитационном поле действительно падают с той же скоростью, что и предсказывается стандартными теориями.
Невесомость позволяет проверить так называемый принцип эквивалентности Эйнштейна гораздо точнее, чем это было бы возможно на Земле. Представителем Майнца в исследовательской группе, возглавляемой Leibniz Universitat Hannover, является профессор Патрик Виндпассинджер из Института физики Университета Йоханнеса Гутенберга в Майнце (JGU).Во время 15-минутного полета исследователи генерировали конденсат Бозе-Эйнштейна из атомов рубидия каждые две-четыре секунды, используя автоматизированный процесс.
Конденсат Бозе-Эйнштейна — это состояние вещества, в котором атомы имеют температуру, очень близкую к абсолютному нулю, и поэтому ими можно управлять с большой точностью. Исследователи использовали лазерные импульсы для перевода конденсата в состояние так называемой квантово-механической суперпозиции. «Это означает, что атомы одновременно находятся в двух разных местах», — пояснил профессор Патрик Виндпассингер, один из руководителей проектов Немецкой национальной исследовательской сети. Это состояние позволяет точно измерить силы, действующие на атомы.Гравитационные эксперименты также работают на Земле, как и в измерениях, проводимых на вышках.
Однако время наблюдения в условиях невесомости намного больше, и поэтому полученные результаты более точны.Исследовательский проект является результатом более чем десяти лет работы: «С технической точки зрения, это один из самых сложных экспериментов, когда-либо поднимавшихся на ракете», — сказал Виндпассинджер. «Эксперимент должен был быть компактным и достаточно прочным, чтобы выдерживать вибрации во время запуска, но также должен был быть достаточно маленьким и легким, чтобы поместиться внутри ракеты».
Физики Майнца разработали программный алгоритм для лазерной системыИсследователи из Университета Майнца разработали специальный программный алгоритм специально для ракеты MAIUS-1, который помог правильно управлять лазерной системой эксперимента. Сама лазерная система также должна была быть тщательно разработана, испытана и сконструирована на протяжении многих лет. Эта задача была предпринята с использованием миниатюрных диодных лазеров командой Гумбольдтского университета в Берлине и Института Фердинанда Брауна, Института высокочастотных технологий им.
Лейбница (FBH) в Берлине под руководством профессора Ахима Петерса. Ученые из Университета Йоханнеса Гутенберга в Майнце разработали систему распределения и управления пучком в тесном сотрудничестве с группой, возглавляемой профессором Клаусом Сенгстоком из Университета Гамбурга. В системе используется специальная стеклокерамика под названием Zerodur производства Schott AG, Майнц, которая очень устойчива к перепадам температуры.После разработки аппаратного и программного обеспечения все еще существуют непредсказуемые факторы, которые могут создать сложности в подобном предприятии. «Если вам не повезло, запуск ракеты может снова и снова откладываться на несколько дней или даже месяцев — из-за технических проблем, плохой погоды или из-за того, что стадо оленей находится поблизости от места приземления, — сказал доктор Андре Венцлавски, научный сотрудник команды профессора Патрика Виндпассинджера, который присутствовал на запуске в Швеции от имени Университета Майнца. «Поэтому мы очень рады, что это сработало».
Однако пока еще слишком рано для окончательных выводов или результатов. В ближайшие годы запланированы еще две ракетные миссии и эксперименты на Международной космической станции МКС.Миссия высотной исследовательской ракеты MAIUS-1 была реализована как совместный проект Ганноверского университета имени Лейбница, Университета Бремена, Университета Йоханнеса Гутенберга в Майнце, Университета Гамбурга, Университета Гумбольдта в Берлине, Института Фердинанда Брауна в Берлине, Технического университета Дармштадта, Ульм.
Университет и Немецкий аэрокосмический центр (DLR). Финансирование проекта было организовано DLR Space Mission Management, а средства были предоставлены Федеральным министерством экономики и энергетики Германии на основании постановления Бундестага Германии.