GP-B Post-Flight Analysis—Final Report - Gravity Probe B - Stanford ...

14 Data Collection, Processing & Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39714.1 Collection and Processing GP-B Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39914.1.1 Data Collection and Telemetry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39914.1.2 Detecting and Correcting Computer Memory Errors in Orbit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40314.1.3 GP-B Safemodes and Anomaly Resolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40614.1.4 Effects of Anomalous Events on the Experimental Results of GP-B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40814.1.5 Aberration of Starlight—Nature’s Calibrating Signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40914.1.6 Telescope Dither—Correlating the Gyro & Telescope Scale Factors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41414.1.7 Extracting the Gyro Signals from the Noise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41614.2 The GP-B Science Data Analysis Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41814.2.1 Formal Data Analysis Phases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41814.2.2 Independent Data Analysis Teams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42014.2.3 Data Grading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42014.2.4 Data Analysis “Standard Model” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42114.2.5 Publication of Overall Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42215 Preliminary Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42315.1 GP-B Successfully Collected the Data to Test Einstein’s Predictions About Gravity . . 42515.2 The Effects of Relativity Are Clearly Visible in the Raw Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42515.3 A First Peek at the Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42715.4 The Two Surprises and Their Impact On The Experiment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42815.4.1 Time-Varying Motion in the Gyro Rotors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43015.4.2 The Effects of Time-Varying Polhode Motion on the Experiment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43115.4.3 Classical Misalignment Torques on the Gyros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43315.4.4 Patch Effects—The Underlying Cause of Both Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43415.5 Next Steps—Moving Towards a Final Result . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43715.6 GP-B Data Archive to be Available Through the NSSDC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43916 Lessons Learned and Best Practices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44116.1 Lessons Learned . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44316.1.1 Pre-launch lessons learned . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44316.1.2 Lessons Learned from On-orbit Operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44716.1.3 IOC Observations by Lewis Wooten of NASA MSFC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45316.2 Selected Best Practices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45416.2.1 Design team transition to mission operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45416.2.2 Mission planning flexibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45416.2.3 Control and communication of spacecraft configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45516.2.4 Effective use of databases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45516.2.5 Inclusion of operations experts in hardware development . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45516.2.6 Team member cross-training . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45516.2.7 Peer reviews in software development . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45616.2.8 Minimizing program risks with formal risk management plan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456xii March 2007 Table of Contents