Цель эксперимента: протестировать околосолнечное пространство/вакуум с помощью лучей лазера, особенности распространения квантов света в вакууме на расстояниях порядка земной околосолнечной орбиты, а также измерить/проверить орбитальную скорость Земли вокруг Солнца.

Суть эксперимента заключается в синхронном запуске 2-х половинок луча лазера вдоль Земной орбиты: в направлении движения Земли по орбите и во встречном направлении, и последующем сравнении параметров вернувшихся лучей.



Рис.1 Схема экспериментальной установки.


Рис.2 Деление луча лазера на 2 когерентных луча (2 половинки) с помощью полупрозрачного зеркала.

Несколько основных параметров установки:
1. Длина земной орбиты (пути луча) ~ световой час (52мин).
2. Скорость Земли на орбите ~ 30км/с.
3. Ожидаемая разница по времени возврата на Землю встречных лучей лазера ~ 0,6 cек.
4. Ожидаемое смещение частоты вернувшихся встречных лучей лазера в красную или фиолетовую сторону - строго 0.

В эксперименте предполагается сравнить:
1. Запаздывание прихода (возврата) лучей относительно друг друга.
Из величины этого запаздывания можно вычислить орбитальную скорость Земли относительно пространства (по идее она должна совпасть с известной 30км/с).
2. Частоты пришедших лучей.
Поскольку источник и приёмник фотонов имеют одинаковую скорость и пространство/вакуум не увлекается источником/приёмником фотонов, то по идее должен полностью отсутствовать эффект Доплера.
Если же в эксперименте будет отмечено красное/фиолетовое смещение, то значит свойства вакуума и его взаимодействие с фотонами несколько иные. :-)
Т.е. эффект Доплера покажет степень увлечения пространства источником/приёмником фотонов вдоль Земной орбиты (по идее степень увлечения должна получиться нулевой).

Некоторые тех. особенности установки:
1. Мощный лазер стоит разместить на Земле, но не на земной орбите.
2. На орбите разместить полупрозрачное зеркало, делящее лазерный луч на 2 части, уходящие строго в противоположные направления вдоль земной орбиты.
3. Там же разместить приёмник и анализатор вернувшихся лазерных лучей.
4. Зеркала можно запустить одним-двумя ракетоносителями в направлении строго против направления движения Земли по орбите.
Далее при движении вдоль земной орбиты, зеркала по очереди отсоединяются и притормаживаются, занимая своё рабочее положение.
5. Зеркала должны иметь автономные солнечные батареи, системы позиционирования в пространстве.
6. Зеркала могут быть выполнены в виде зеркальных дисков, ось вращения которых направлена на Солнце.
7. Количество орбитальных зеркал определится из оптимального соотношения: угла отражения (чем меньше угол отражения, тем меньше потери на отражение) и количества зеркал, поднимаемых одним ракетоносителем.
8. Орбитальный модуль может иметь аналогичное другим зеркало, и позволять пропускать/отражать пришедшие лучи на повторный круг.
Т.е. встречные лучи могут проходить по орбите Земли многократно, прежде чем попадут в приёмник на анализ.
9. Лазер должен работать в режиме одиночных мощных импульсов.

Установка внешне чем-то напоминает LHC (коллайдер), только по габаритам немного побольше. :-)

_____________________________

Если же предположить, что тело на орбите и тело при прямолинейном инерциальном движении находятся в совершенно одинаковом физическом состоянии (т.е. такая же невесомость, такое же свободное инерционное "продвижение" сквозь пространство, одинаковые условия излучения и поглощения фотонов и т.д.), и скорость света действительно инвариантна, то оба встречных луча в нашем эксперименте вернутся в приёмник строго одновременно.

Почему бы напрямую не протестировать Космос? :-)

_____________________________

Ссылки по теме:
1. Опыт Майкельсона
2. Опыт Физо
3. Эффект Доплера
4. Эффект Саньяка
5. Принцип инвариантности скорости света
6. Красное смещение
7. Скорость света
8. Земля

Иллюстрация эффекта Доплера (источник волн движется влево):



___________________________

Существуют аналогичные приборы (меньшего размера и не импульсные), определяющие поворот по задержке времени:
1. Эффект Саньяка.
2. Лазерный гироскоп.