利用 LARES 实现 Lense-Thirring 效应 1% 精度的测量？

继意大利航天局 (ASI) 最近批准 LARES 任务后，该任务计划于 2008 年底由 VEGA 火箭发射，旨在通过结合 LARES 数据与现有的 LAGEOS 和 LAGEOS II 卫星数据来测量广义相对论的引力磁 Lense-Thirring 效应，评估声称的 $\lesssim 1\%$ 精度是否现实可行至关重要。系统误差的一个主要来源是地球引力势经典部分多极展开中偶数带谐系数 $J_L$ ($L=2,4,6,..$) 静态部分的建模误差 $\delta J_L$；这种偏差关键取决于 LARES 的轨道构型。如果对于 $\delta J_L$ 保守地采用专用 GRACE 任务不同地球重力场解的最佳估计值之差，而不是像以往文献中那样乐观地单独考虑每个模型的统计协方差 $\sigma$，结果表明，由于 LARES 很可能发射到低轨道（半长轴 $a\lesssim 7600$ km），根据计算至 $L=20$ 阶的结果，地球引力势引起的偏差可能比声称的大达十倍。考虑到 LARES 相对较低的高度所要求的 $L>20$ 的偶数带谐项，可能会进一步降低总精度。如果最终实施近极地构型（相对于地球赤道的倾角 $i\approx 90$ deg），其他摄动也将发挥作用，进一步破坏 Lense-Thirring 效应的测量。LARES 的轨道构型在非引力摄动和测量误差方面也可能产生一些后果。