Эффект Пионера

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 действием силы гравитации Солнца, однако при очень точном вычислении ускорения (замедления) аппаратов 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 теорий новых физических законов.

Эффект

Эффект обнаруживается в данных телеметрии, собираемых для вычисления скорости и пройденного расстояния «Пионеров». При учете всех известных сил, воздействующих на космическое тело, обнаруживается дополнительная очень слабая сила, необъяснимая текущей моделью. Данная сила вызывает постоянное ускорение аппарата в сторону Солнца равное (8,74 ± 1,33) × 10⁻¹⁰ м/с². Суммарное воздействие этой силы в течение одного года вызывает отклонение в положении космического аппарата от ожидаемого расчетного примерно на 5000 километров ближе к Солнцу.

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 опровегнуть существование аномалии^[1].

Возможные объяснения эффекта

Существуют различные теории, объясняющие эффект Пионеров:

• Ошибки измерения и сбора статистики^[2]
• Реальное торможение, вызванное одним из следующих факторов:
  • Гравитационное притяжение объектов пояса Койпера
  • Торможение о межпланетную среду (пыль, облака газа и т. п.)
  • Утечка газов с самих космических аппаратов
  • Электромагнитные силы, вызванные накопленным космическими аппаратами электрическим зарядом
• Экзотические гипотезы (альтернативные физические теории)

Существует проект по наблюдению за астероидами в зоне действия эффекта, который позволит определить, имеет ли эффект гравитационную природу ^[3][4]. В настоящий момент рассматриваются несколько гипотез, в рамках которых дается объяснение «аномалии „Пионера“», например, теория масштабно расширяющегося космоса (Карл Йохан Марелье) и МОНД (Мордехай Милгром).^[5]

Аномальное изменение скорости, подобное аномалии «Пионера», было обнаружено у четырёх космических аппаратов при пролёте около Земли.^[6]

Примечания

1. ↑ John D. Anderson, Eunice L. Lau, Giacomo Giampieri Improved Test of General Relativity with Radio Doppler Data from the Cassini Spacecraft.
2. ↑ Computer sleuths try to crack Pioneer anomaly
3. ↑ New Scientist
4. ↑ Science Compulenta
5. ↑ CNews
6. ↑ 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 29.06.2005.
• С. Б. Алеманов. Теория гравитации объясняющая аномалию «Пионера»
• Masreliez C. J., The Pioneer Anomaly - A cosmological explanation. (2005) Ap&SS, v. 299, no. 1, pp. 83-108