Anomalia sond Pioneer

Z Wikipedii

Anomalią sond Pioneer zostały nazwane rozbieżności między przewidywanymi trajektoriami sond kosmicznych, a ich prawdziwym torem lotu. Efekt ten jest najbardziej wyraźny w przypadku sond Pioneer 10 i Pioneer 11. Do tej pory nie istnieje żadne akceptowane wytłumaczenie takiego zachowania się pojazdów. Spekulacje przedstawiają całe spektrum możliwości, od błędnej konstrukcji pojazdów powodującej wyciek gazów, poprzez istnienie nieznanych efektów i zjawisk, aż do konieczności całkowitego przebudowania współczesnych teorii fizycznych.

Efekt ten zauważony został przy okazji analizy danych prędkości i położenia powstałych przez określenie przesunięcia dopplerowskiego sygnału radiowego wysyłanego przez sondy. Po uwzględnieniu wszystkich sił działających na pojazdy naukowcy odkryli istnienie małej nieznanej siły, powodującej przyspieszenie obu pojazdów w kierunku do Słońca o (8.74 ± 1.33) × 10⁻¹⁰ m/s².

Dane uzyskane z sond Galileo i Ulysses wykazały podobną prawidłowość, aczkolwiek z wielu względów (bliskość Słońca, stabilizacja trójosiowa pojazdu) nie mogą być one uznane za wystarczająco wiarygodne, aby uwzględnić je w poszukiwaniach wyjaśnienia anomalii.

Szczególność sond Pioneer 10 i 11 umożliwiająca dokładne badanie anomalii na podstawie danych telemetrycznych polega na tym, że oba pojazdy podczas całego swojego lotu międzyplanetarnego, były stabilizowane obrotowo, co wykluczało zaburzenia trajektorii spowodowane odpalaniem silników manewrowych.

Możliwe wytłumaczenia anomalii:

• błędy obserwacyjne
• faktyczne wyhamowywanie pojazdów przez:
  • nieznane siły grawitacyjne (obiekty pasa Kuipera, ciemna materia)
  • tarcie pyłu międzyplanetarnego, wpływ promieniowania kosmicznego
  • wyciek gazów (np. helu powstałego w generatorach izotopowych pojazdów)
  • wpływ ciśnienia wiatru słonecznego, transmisji radiowych pojazdów, emisji ciepła z generatorów izotopowych
  • siły elektromagnetyczne
• nieznane prawa fizyki

Sondy Pioneer 10 i 11 ze względu na wyczerpanie się zapasów paliwa izotopowego w generatorach nie dostarczają już nowych danych. Sonda Galileo została celowo skierowana i spalona w atmosferze Jowisza. Dane z innych sond, np. Cassini okazały się nieprzydatne.

Istnieje kilka możliwości rozwiązania zagadki sond Pioneer.

• Dalsza analiza danych archiwalnych - w odzyskiwanie i przetwarzanie danych zaangażowała się organizacja The Planetary Society uzyskując szerokie poparcie wśród społeczności naukowców oraz amatorów entuzjastów.
• Sonda New Horizons podczas swojego lotu w kierunku Plutona będzie przez dłuższy czas stabilizowana obrotowo, co umożliwi uzyskanie nowych danych.
• Zaproponowano zbudowanie specjalnego pojazdu, który zostanie poświęcony wyłącznie badaniu tej anomalii.
• Obserwacja obiektów położonych w odległości 20 AU od Słońca umożliwiłaby dokładniejsze poznanie rozkładu sił grawitacyjnych działających na pojazdy.

[edytuj] Linki zewnętrzne

• (przedruk) Indication, from Pioneer 10/11, Galileo, and Ulysses Data, of an Apparent Anomalous, Weak, Long-Range Acceleration, Anderson i współpracownicy, Phys. Rev. Lett. 81, 2858-2861 (1998) - oryginalna publikacja
• (przedruk) Study of the anomalous acceleration of Pioneer 10 and 11, Anderson et al, Phys. Rev. D 65, 082004 (2002) - długie studium kilkuletniej debaty prowadzonej wśród naukowców, w którym autorzy przedstawiają brak zadowalającego wytłumaczenia anomalii
• (przedruk) A Mission to Test the Pioneer Anomaly, Anderson i współpracownicy, Int.J.Mod.Phys. D11 (2002) 1545-1551
• (przedruk) A Mission to Explore the Pioneer Anomaly, Anderson i współpracownicy. (2005)
• Finding the origin of the Pioneer anomaly, Nieto & Turyshev (2004), Class. Quantum Grav. 21 4005-4023 - przedstawienie dedykowanej misji mającej wytłumaczyć anomalię (ograniczony dostęp)
• (przedruk) Utilizing Minor Planets to Assess the Gravitational Field in the Outer Solar System, Page i współpracownicy, 2005

[edytuj] Więcej informacji

• (audycja radiowa) "The Pioneer Anomaly: A Mystery in Deep Space", Planetary Radio Show for September 5, 2005
• Masreliez C. J., The Pioneer Anomaly - A cosmological explanation. (2005) Ap&SS, v. 299, no. 1, pp. 83-108
• C News 2005: MOND (Mordehai Milgrom) + SEC (Johan Masreliez).
• "Opening New Doors", Seattle Times artykuł dla laików
• (przedruk) Conventional Forces can Explain the Anomalous Acceleration of Pioneer 10, Scheffer, Phys.Rev. D67 (2003) 084021. Jeden z wielu argumentów za tym, że anomalia może zostać wytłumaczona bez naruszania obecnych zasad fizyki.
• (przedruk) Using Early Data to Illuminate the Pioneer Anomaly, M. M. Nieto, J. D. Anderson (2005).
• Scientific American, vol 293, #4, October 2005, 24-25.