Momotik.ru

Народный проект

Метки: Эффект пионера, эффект пионера фото.

Иллюстрация выхода космических аппаратов за пределы Солнечной системы

Эффект «Пионера» (эффект «Пионеров», аномалия «Пионеров») — наблюдаемое отклонение в траектории движения различных космических аппаратов от ожидаемой (рассчитанной по текущей модели движения космических тел). Эффект был обнаружен при наблюдении за первыми космическими аппаратами, достигшими внешних пределов Солнечной системы (преодолевших орбиту Плутона), — «Пионер-10» и «Пионер-11». Оба «Пионера» замедляются под совместным действием силы гравитации Солнца и других сил, однако при очень точном определении ускорения (замедления) аппаратов и сравнении его с теоретически рассчитанным обнаруживается дополнительная очень слабая сила неизвестной природы, отличная от всех других известных сил, влияющих на аппараты.

На настоящий момент в научном мире не найдено общепринятого объяснения данному феномену. Рассматриваются различные гипотезы: от простых технических (например, реактивная сила от утечки газа в аппарате) до введения новых физических законов. По последним данным наиболее вероятно, что этот эффект имеет тепловую природу и объясняется анизотропией интенсивности теплового излучения аппаратов[1].

Содержание

Эффект

Эффект обнаруживается в данных телеметрии, собираемых для вычисления скорости и пройденного расстояния «Пионеров». При учете всех известных сил, воздействующих на космическое тело, обнаруживается дополнительное линейно растущее со временем фиолетовое смещение полученного сигнала, что интерпретируется как очень слабая сила, необъяснимая текущей моделью. Данная сила вызывает постоянное ускорение аппарата в сторону Солнца, равное (8,74 ± 1,33) × 10−10 м/с²[2].

Данные от других космических аппаратов (Галилео, Улисс) указывают на похожий эффект, однако ввиду ряда причин (таких как слабое непредсказуемое влияние тяги малых реактивных двигателей, используемых для контроля пространственного положения аппарата) невозможно произвести точную численную оценку эффекта. Проект Кассини — Гюйгенс также имел влияние системы контроля положения в пространстве, что не позволяло произвести точные измерения эффекта. Полученный результат в (26,7 ± 1,1) × 10−10 м/с² не может подтвердить или опровергнуть существование аномалии[3].

Возможные объяснения эффекта

Существуют различные теории, объясняющие эффект Пионеров:

  • Ошибки измерения и сбора статистики[4]
  • Реальное торможение, вызванное одним из следующих факторов:
    • Гравитационное притяжение объектов пояса Койпера
    • Торможение о межпланетную среду (пыль, облака газа и т. п.)
    • Утечка газов из самих космических аппаратов
    • Электромагнитные силы, вызванные накопленным космическими аппаратами электрическим зарядом
    • Влияние тёмной материи или тёмной энергии
    • Реактивная сила от неизотропного теплового излучения аппаратов (см. также Фотонная ракета)[1][5]
  • Экзотические гипотезы (альтернативные физические теории), обращение к которым было вызвано, в частности, тем, что аномальное ускорение численно близко к произведению скорости света на постоянную Хаббла: [6][7]

На основе наиболее точных предсказаний орбитального движения спутников Нептуна (Нереида, Протей, Тритон)[8] было показано, что введение дополнительного ускорения, связанного с ускорением «Пионеров», должно приводить к заметным ошибкам в определении траекторий этих спутников, и аномальное ускорение «Пионеров» связано скорее всего с силами негравитационной природы[9].

Существует проект по наблюдению за астероидами в зоне действия эффекта, который позволит определить, имеет ли эффект гравитационную природу[10][11]. В настоящий момент предложено множество гипотез, в рамках которых даётся объяснение «аномалии „Пионера“», например, теория масштабно расширяющегося космоса (Карл Йохан Марелье) и МОНД (Мордехай Милгром)[12].

Аномальное изменение скорости, подобное аномалии «Пионера», было обнаружено у четырёх космических аппаратов при гравитационном манёвре около Земли. Однако точно не установлено, вызваны ли они теми же причинами, что и рассматриваемая аномалия[13].

Примечания

  1. ↑ Support for temporally varying behavior of the Pioneer anomaly from the extended Pioneer 10 and 11 Doppler data sets (англ.) // Phys. Rev. Letters. — 2011.
  2. Study of the anomalous acceleration of Pioneer 10 and 11 (англ.) // Physical Review D. — 2002. — Т. 65. — № 8. — С. 082004.
  3. Improved Test of General Relativity with Radio Doppler Data from the Cassini Spacecraft. Архивировано из первоисточника 28 августа 2011.
  4. Computer sleuths try to crack Pioneer anomaly
  5. Ответственность за эффект "Пионера" возложили на геометрию аппаратов // Lenta.ru. — 31.03.2011.
  6. The Pioneer Anomaly — A cosmological explanation. preprint (2005) Ap&SS, v. 299, no. 1, pp. 83-108.
  7. S. G. Turyshev. The Pioneer Anomaly: Effect, New Data and New Investigation // Seminar at the Sternberg Astronomical Institute. Moscow State University, Moscow, 6 February 2007.
  8. The orbits of the Neptunian satellites and the orientation of the pole of Neptune (англ.) // ApJ. — 2009. — Т. 704. — С. 4322—4329.
  9. Does the Neptunian system of satellites challenge a gravitational origin for the Pioneer anomaly? (англ.) // arxiv.org. — 2009.
  10. New Scientist
  11. Science Compulenta
  12. CNews
  13. Аномальное ускорение обнаружено в четырех космических миссиях // Lenta.ru. — 03.03.2008.

Ссылки

  • (препринт) «Indication, from Pioneer 10/11, Galileo, and Ulysses Data, of an Apparent Anomalous, Weak, Long-Range Acceleration», Anderson et al, Phys. Rev. Lett. 81, 2858-2861 (1998) (оригинальная статья).
  • (препринт) «Study of the anomalous acceleration of Pioneer 10 and 11», Anderson et al., Phys. Rev. D 65, 082004 (2002).
  • «НАСА может погубить ключ к секрету „Пионера“». Статья от 2005-06-29
  • The Pioneer Anomaly - A cosmological explanation. (2005) Ap&SS, v. 299, no. 1, pp. 83-108.
  • S. G. Turyshev. The Pioneer Anomaly: Effect, New Data and New Investigation // Seminar at the Sternberg Astronomical Institute. Moscow State University, Moscow, 6 February 2007.
  • Эффект «Пионера»: загадка, похоже, решена, ответ прозаичен. Исходная работа: F. Francisco, O. Bertolami, P. J. S. Gil, J. Páramos Modelling the reflective thermal contribution to the acceleration of the Pioneer spacecraft
  • Natalie Wolchover. The Pioneer Anomaly, a 30-Year-Old Cosmic Mystery, May Be Resolved At Last // Popular Science, December 15, 2010.
  • А. Левин. По следам одной аномалии // «Популярная механика» №6, 2011

Tags: Эффект пионера, эффект пионера фото.