Подпись под фото: Вид художника на космический корабль 'Пионер', направляющийся в межзвездное пространство. И Pioneer 10, и 11 находятся на траекториях, которые в конечном итоге выведут их за пределы нашей солнечной системы. Изображение предоставлено НАСА.
Случай с аномалией Pioneer заинтриговал и озадачил ученых, инженеров и разбирающуюся в космосе публику с 1980 года, когда анализ данных слежения с двойного космического корабля Pioneer показал небольшое, необъяснимое замедление этой пары. Ответ на эту загадку - теперь твердо найденный - заключается не в странной физике или загадочной темной материи, а просто в эффекте тепла, отталкивающем космический корабль - тепла от самого космического корабля, исходящего от электрического тока, протекающего через инструменты и термоэлектрического источника питания. .
Если вы думаете: «Разве эта загадка не разгадывалась раньше?» - вы были бы правы.
Слава Турышев из Лаборатории реактивного движения кропотливо работал над проектом с 2004 года, восстанавливая файлы из задних углов шкафов и коробок НАСА, которые направлялись в мусорную корзину, преобразовывая данные перфокарт 1970-х годов в современный цифровой формат и внимательно просматривая все файлы. данные о том, что космический корабль вернулся на Землю за миллиарды миль.
Попутно Турышев опубликовал пару статей о своей работе ( вот один из 2011 года ), а в апреле этого года Планетарное общество, частично поддерживавшее исследования Турышева, - заявили о своей победе, что пионерская аномалия была решена.
Но теперь Турышев официально опубликовал свои выводы в журнале Physical Review Letters, и JPL сочла нужным выпустить пресс-релиз.
Однако со временем другие ученые выяснили, что причиной может быть тепло, исходящее от компонентов космического корабля. В 2001 году, например, ученый по имени Луи К. Шеффер опубликовал статью: «Обычные силы могут объяснить аномальное ускорение Pioneer 10» и с некоторой хорошей обработкой чисел определили, что «неизотропное излучение тепла космического корабля» может объяснить замедление и «что весь эффект можно объяснить без необходимости в новой физике».
Почему работа Шеффера не рассматривалась более серьезно, остается неясным, но, возможно, в то время идея «новой физики» - что нам, возможно, придется пересмотреть наше понимание гравитационной физики - была более интригующей, чем обыденный эффект, такой как тепло от систем космического корабля.
Но, тем не менее, похоже, что все довольны объяснением, которое Турышев и его команда, состоящая в основном из добровольных помощников, послушно разрешили. А описание эффекта Турышевым красиво своей простотой:
«Эффект похож на то, что вы едете на машине, и фотоны от ваших фар толкают вас назад», - сказал он. «Это очень тонко».
Запущенные в 1972 и 1973 годах соответственно, Pioneer 10 и 11 все еще движутся по траектории, направленной наружу от нашего Солнца. В начале 1980-х навигаторы заметили замедление двух космических кораблей в обратном направлении к Солнцу, когда космический корабль приближался к Сатурну. Они отклонили это как эффект небольшого количества оставшегося топлива в топливных магистралях. Но к 1998 году, когда космический корабль продолжал свой путь и находился на расстоянии более 13 миллиардов километров (8 миллиардов миль) от Солнца, группа ученых во главе с Джоном Андерсоном из JPL поняла, что фактическое замедление составляет около 300 дюймов в день. в квадрате (0,9 нанометра на секунду в квадрате). Именно они высказали предположение, что это может быть некий новый тип физики, противоречащий общей теории относительности Эйнштейна.
После этого всплыли всевозможные теории, некоторые довольно дурацкие, некоторые более серьезные.
В 2004 году Турышев решил серьезно разобраться в этом вопросе и начал собирать записи, хранящиеся по всей стране, чтобы проанализировать данные, чтобы увидеть, сможет ли он окончательно определить источник замедления. Частично, согласно JPL, Турышев и его коллеги планировали провести физическую миссию в дальнем космосе для исследования аномалии, и он хотел убедиться в ее существовании, прежде чем просить НАСА о космическом корабле.
И поэтому они отправились на поиски доплеровских данных, данных телеметрии и всего, что они могли найти о космическом корабле, включая выбор мозгов навигаторов, которые работали с космическим кораблем на протяжении многих лет.
Они собрали более 43 гигабайт данных, что сейчас может показаться не так уж и много, но для 1970-х годов это довольно много. Ему также удалось спасти старинный магнитофон, который собирался выбросить, чтобы он мог проигрывать магнитные ленты. Виктор Тот из Канады услышал об этих усилиях и помог создать программу, которая могла бы читать записи телеметрии и очищать старые данные.
Они увидели, что то, что происходило с Pioneer, не происходило с другими космическими кораблями, в основном из-за того, как они были построены. Например, космический корабль «Вояджер» менее чувствителен к эффекту, наблюдаемому на «Пионер», потому что его двигатели выравнивают его по трем осям, тогда как космический корабль «Пионер» полагается на вращение, чтобы оставаться стабильным.
Турышев и его коллеги смогли рассчитать тепло, выделяемое электрическими подсистемами, и распад плутония в источниках питания Pioneer, что соответствовало аномальному ускорению, наблюдаемому на обоих Pioneer.
«История находит свое завершение, потому что оказывается, что преобладает стандартная физика», - сказал Турышев. «Хотя, конечно, было бы интересно открыть для себя новый вид физики, мы все же раскрыли загадку».
Статья Турышева: Поиск истоков пионерской аномалии.
Источник: JPL