Obrazový kredit: NASA
V ekológii je priekopníkom „druh, ktorý sa etabloval v predtým neúrodnom prostredí“. Medzi ľuďmi sa priekopníci „usadzujú na neznámom alebo nenárokovanom území“. Spomedzi astrofilov bola naša prvá snaha o sondu slnečnej sústavy Pioneer. Zdá sa však, že priekopnícke úsilie agentúry NASA dosiahlo menší pokrok smerom k hviezdam, ako sa očakávalo, a otázkou je „Prečo?“.
Keď NASA navrhuje, predpokladajú sa misie týkajúce sa prevádzkového prostredia plavidla. NASA spočiatku mala nejaké hlboké obavy z vyslania dvoch sond Pioneer cez pás asteroidov - koniec koncov, k všetkým tým veľkým by sa mohlo pripojiť mnoho malých!
Medzitým musí NASA naplánovať letovú cestu, aby mohla vziať plavidlo na svoje miesto. Na základe trasy, užitočného zaťaženia misie a ďalších požiadaviek sa musí poskytnúť dostatočný ťah na zabezpečenie potrebného zdvihu. Veľký faktor ovplyvňujúci ťah je gravitácia - čím viac máte, tým viac ťahu potrebujete.
Jednou z dômyselných vecí na Pioneer 10 a 11 bola voľba NASA vybaviť dvojicu obojsmernou komunikáciou citlivou na dopplerovské zmeny. Na základe frekvenčných posunov mohla NASA určiť rýchlosť plavby vzhľadom na prijímacie stanice na Zemi. Na základe týchto údajov by NASA mohla upraviť trysky tak, aby doladili trajektórie sondy smerom k ich cieľom. (Obidve plavidlá lietali okolo Jupitera, zatiaľ čo Pioneer 11 prešiel okolo Saturn.)
Pokiaľ sondy mali palivo, riadiace jednotky misií mohli upravovať rýchlosti a trajektórie. Ale akonáhle dôjde palivo, pár by mohol urobiť pokrok iba na základe zotrvačnosti a momentu praku poskytnutého plynárenským obrom.
Počas zotrvačného letu sa v pohybe dvoch plavidiel začali objavovať anomálie. Dopplerove posuny ukázali neočakávané spomalenie hneď za obežnou dráhou Uránu. Pri asi 20 vzdialenostiach medzi Zemou a Slnkom (astronomické jednotky - AU) začala NASA v prenose sondy vidieť „modrý posun“. Dvojica pokračovala v „spievaní blues“ a prekonala Neptúnovu obežnú dráhu o 10 AU neskôr. Dnes sondy nedosiahli očakávané polohy o vzdialenosť väčšiu ako Zem k Mesiacu ...
Spekuluje sa o príčine modrého posunu. Samotné Pioneer 10 a 11 boli už dlho ako zdroj vylúčené. Väčšina myslení uvádza neočakávané zvýšenie gravitačného tlaku smerom k Slnku. Pri prenose signálov späť na Zem elektromagnetické lúče plavidla „padajú“ ďalej do gravitácie solárnych systémov a táto studňa je „strmšia“, ako sa pôvodne myslelo. Dnes pár nie je tak ďaleko na svojej odchádzajúcej ceste, ako sa očakávalo.
Otázka znie: „Aký je zdroj neočakávaného zvýšenia gravitácie ovplyvňujúceho sondy?“. Jedna odpoveď spočíva v „temnej hmote“. Napodiv, ďalšia leží v „temnej energii“ - opačnej sile gravitácie vo vesmíre. Tretina je v oblasti „teórie strún“ (v našom systéme sa môžu pretínať dve miestne „otruby“ - ekvivalent miestnych n-rozmerných „tektonických platní“). Jedna teória sa týka „spätného gravitačného ťahu“ (z opačnej strany slnečnej sústavy oproti každej sonde). Existuje tiež možnosť, že pár má „solárne štvorpolárne okamihy“ alebo je spomalený neočakávaným materiálom v Kuiperovom páse mimo Uránu.
Pokiaľ však ide o vytriedenie páchateľov, obyčajne si môžeme vziať radu inšpektora Louie z filmu Casablanca: „Zaokrúhlite zvyčajných podozrivých.“
Obe sondy sú teraz od Slnka vzdialené viac ako 70 AU - stále sú však v Kuiperovom páse slnečnej sústavy. Ich spomalenie naznačuje, že zdroj anomálie je rozšírený a konštantný. V dokumente z 15. marca 2005 s názvom „Pionierska anomália: Gravitačné ťahy spôsobené pásom Kuiper“. Jose A. Diego a ďalší vyšetrovatelia z Astronomického ústavu Národnej autonómnej univerzity v Mexiku píšu: „… na začiatku nie je potrebné vyvolávať všetky temné sily vesmíru, skúste najprv vysvetliť tento jav miestnymi, každodennými fyziky a ak to nestačí, použite ťažké stroje. “
A každodennú fyziku? Prečo samozrejme pás Kuiper! Ale nie presne ten istý starý Kuiperov pás. Pre Jose a kol. Začína Kuiperov pás asi o 10AU bližšie k Slnku - tesne mimo obežnú dráhu Uránu - a má hrúbku 1 AU. Tímový pás Kuiper získal takmer dvojnásobnú hmotnosť ako Zem - o niečo menej ako desaťkrát pôvodne navrhovanú. Okrem toho je táto hmota ovplyvnená smerom k Uranovej obežnej dráhe. Zvýšenie hmotnosti vyplýva zo skutočnosti, že pôvodné odhady celkovej hmotnosti pása Kuiper boli založené na malých veľkostiach častíc. Zahrnutím ľadov väčšej veľkosti - spolu s plynmi v zložení, skupina verí, že je možné vysvetliť dostatok hmoty na vysvetlenie, prečo sa sondy spomalili a signály nosnej sa posunuli.
Tím ďalej hovorí: „... je dôležité zdôrazniť, že pás by mal vplyv aj na obežnú dráhu Neptúna ...“. Akékoľvek zvýšenie hmotnosti v rámci Kuiperovho pásu by v skutočnosti spôsobilo, že sa Neptún špirálovite priblíži k Slnku. Tím odhaduje, že ťažisko planéty sa posunie o 1,62 kilometra pri každej úplnej revolúcii 164,8 terran.
„Rozloženie hmotnosti radiálnej hustoty potrebné na vysvetlenie konštantného zrýchlenia smerom k Slnku merané vesmírnymi plavidlami Pioneer sa dá vysvetliť modelmi tvorby slnečnej sústavy.“ píše tím. Aby vysvetlili väčšiu koncentráciu hmoty okolo obežnej dráhy Uránu, opisujú „dovnútra dopravený materiál“ smerom k Uránovej dráhe v priebehu času.
Ďalším potenciálnym zdrojom neočakávaného spomalenia je potiahnutie plavidla spôsobené stálym prúdom častíc v páse. V tomto scenári by mal mať Kuiperov pás viac záležitostí, ako sa pôvodne myslelo, ale tento materiál by bol rovnomerne distribuovaný (aby sa zohľadnila konštantná strata zaznamenaná v momente každej sondy).
Bez ohľadu na konečný zdroj spomalenia sondy nie je strach, že - tak ako jej traja prví predchodcovia - dvojica zmení smer a zhorí v akejkoľvek atmosfére v okolí. Títo dvaja priekopníci sú stále predurčení „usadiť sa na neznámom alebo nenárokovanom území“ ako prví vyslanci ľudstva k hviezdam.
Napísal Jeff Barbour
