Парадокс "Пионеров"

[LostCluster]

Сначала информация:

Как сообщает Space Daily, НАСА приступило к систематизации имеющихся материалов о траектории движения зондов "Пионер-1" и "Пионер-2". Ранее наблюдения выявили серьезные отличия в истинной траектории движения зондов от расчетной - на сегодняшний день необъяснимое рассогласование достигло уже 380 тыс. км, или нескольких часов полета аппарата.

«Аномалия Пионеров» была обнаружена Джоном Андерсоном и его коллегами из Лаборатории реактивного движения (JPL). Она заключается в том, что оба аппарата, запущенные более 30-ти лет назад и с которыми до сих поддерживается двусторонняя связь, теряют скорость существенно быстрее, чем следует из предсказаний небесной механики. Механизм торможения аппаратов непонятен и может быть связан с действием неизвестных доселе законов физики.

В общем, варианты есть:
1)Уточнение законов физики
2)Воздействие неизвестных космических тел
3)Даже ошибка в измерениях
Отклонение траектории от расчетной составило около 380 тыс. км, что на 30-летнем маршруте в десятки астрономических единиц, ИМХО, вполне может объясняться ошибкой измерения параметров движения аппаратов.
Кто что думает?

[EXE-Q-THOR]

Ну.. начнем думаю с того, что все наблюдаемое нами - результат воспринимаемых нами лучей. А КАК они к нам пришли - с какими "изгибами" etc - не известно. Вполне возможно что на стыке "гравитационного влияния" нашей звезды и другой происходят своего рода "преломляющие эффекты". Если они действуют на свет - вполне могут действовать и на другие объекты. Только вот свет будет отклоняться по одному, а более крупные объекты - иначе. Это "теория навскид", потому что без точных данных сказать что-либо - утопия.

[Эледем]

1. Люк, все на самом деле проще. Гравитационное воздействие  пояса Койпера практически неизучено, особенно его динамика. А теперь простая оценка - расстояние порядка 7,5 млрд. км, а отклонение 380 тыс. км., при почти полном незнании распределения материи за орбитой Харона.
2. Последняя реальная корректировка траектории имела место, кажется, гравитационным полем Нептуна. Расхождение на угол примерно 0.02 градуса через 2 млрд. км как раз и даст подобный разброс. Плюс отсутствует точная привязка положения аппаратов к Солнцу (т.к. фотоэлементам делать уже нечего).
3. Траектории считались на основании Ньютоновской механики, а не ОТО. На таких расстояних Римановы поправки могут дать вполне приличную величину. Особенно с учетом нестационарности.
  Хотел этот вопрос отложить на будущее, но раз уж вопрос аж в отдельный Топик вытащили, то ладно.

[LostCluster]

Мне вот другое интересно: раз там "фотоэлементам делать нечего", чем же они питаются?Может, я просто не в курсе - но неужели в 70е смогли запустить аппараты с ядерным реактором на борту?

[Станислав]

LostCluster

Мне вот другое интересно: раз там "фотоэлементам делать нечего", чем же они питаются?Может, я просто не в курсе - но неужели в 70е смогли запустить аппараты с ядерным реактором на борту?

Нет конечно, никаких ядерных реакторов там нет. На сколько я понимаю, эти аппараты двигаются "по инерции" полученной от работавших ранее фотоэлементов + гравитации планет, мимо которых они пролетали ранее.

[Эледем]

Станислав, абсолютно верно. просто никто не ожидал, что энергия в аккумяторах будет расходоваться столь малыми порциями, что аппараты смогут держать связь с родной планетой лишних несколько лет. И, что техника на борту не выйдет из строя в течние столь долгого времени.
  Эх, умели же строить в те года...

[Станислав]

Да, с тех пор у НАСА с техникой отношения стали гораздо хуже. 

[LostCluster]

2Станислав:
Я, собсно, не про движение "Пионеров", а про радиосвязь с ними.
Что, неужели "Пионеры" до сих пор работают на аккумуляторах?Может, я чего не понимаю, но что же это за аккумуляторы такие, которые без подзарядки 30 лет пашут?

[Станислав]

Так ведь связь с "Пионерами" не постоянная. Наверняка они подают сигнал раз в два-три месяца, может даже реже. А для этого много жнергии не надо. Возможно для этого хватает "остатков" от работы фотоэлементов.

[Эледем]

Действительно, на связь "Пионеры" выходят очень редко. Либо в запланироанные сеансы (примерно 2 раза в год), либо при появление поблизости космических тел. Что правда ненамного чаще происходит.

[LostCluster]

Хм, если они на связь выходят редко - вот еще один из возможных вариантов появления "ошибки счисления"
Но, как бы редко они на связь ни выходили - сколько ж энергии на сеанс-то надо?Чтобы их на таком расстоянии "услышать"...

[Эледем]

Совсем не так много, как кажется, если учесть, что антенны вполне точно смотрят на Землю, а приемник первичного сигнала находится на одном из спутников.

[LostCluster]

UP

Прошло полтора года, есть ли новая информация о "парадоксе Пионеров"?
Кто-нибудь чего-нибудь слышал?

[LostCluster]

"С житейской точки зрения эффект, конечно, кажется мелочью - он в 10 миллиардов раз меньше, чем то ускорение, которое мы испытываем со стороны гравитационного поля Земли (aP = (8,74 +/- 1,33) x 10-10 м/с2). Наиболее банальными объяснениями загадочного явления могли бы стать, например, утечка остатков газообразного топлива из двигателей малой тяги, торможение на частицах космической пыли, асимметричное инфракрасное излучение от небольших неостывших выносных ядерных реакторов (RTGs), установленных на борту "Пионеров" и т.д. Однако часть ученых задается вопросом, не может ли аномалия "Пионера" порождаться некими до сих пор неизвестные факторами, которые действуют лишь за пределами Солнечной системы. Рассматривались даже модели с привлечением антиматерии, темного вещества и темной энергии."
(http://grani.ru/Society/Science/m.123821.html)

Вот в чем секрет долгожительства "Пионеров": источник питания ядерный
С другой стороны, похоже, "парадокс" объясняется чисто конструктивными особенностями аппаратов.

"В докладе, прочитанном Вячеславом Турышевым в феврале в рамках конференции "Сагитовские чтения - 2007" (ГАИШ), оговаривалась возможность того, что новые данные позволят уточнить направление ускорения, испытываемого аппаратами. Если оно направлено не к Солнцу, а к Земле, то можно будет говорить об эффектах, связанных исключительно с приемной аппаратурой."

Похоже, "бритва Оккама" опять рулит.

[Эледем]

не может ли аномалия "Пионера" порождаться некими до сих пор неизвестные факторами, которые действуют лишь за пределами Солнечной системы. Рассматривались даже модели с привлечением антиматерии, темного вещества и темной энергии."

Маленький комментарий после беседы со специалистами.
 1. Антиматерия отпадает сразу. Во-первых, гравитационные свойства антиматерии абсолютно идентичны свойствам просто материи, а, во-вторых, контакт с пусть даже очень рассеянным облаком антиматерии не заметить невозможно, из-за бурного проявления аннигиляционного излучения, коего не наблюдалось.
 2. Темная энергия тоже отпадает, хлтя здесь причина иная. Тот коэффициент, который характеризует плотность энергии Темной энергии в нашем континууме настолько мал, что увидеть ее действие можно только на Космологических расстояниях (несколько сотен миллионов световых лет). В качестве аналогии приведу следующий пример - это все равно, что пытаться найти влияние легкого ветерка где-нибудь в Подмоскоаье, на среднюю высоту вопн при 10-балльном шторме в Тихом океане.
 3. Темная материя, она же Темная Масса (DM)... тут уже заметно сложнее. Попробую все эе проанализировать. К DM относятся как астрофизические объекты (скажем "Черные карлики"), так и, по-видимому, WIMP (тяжелые сверхслабовзаимодействкющие стабильные частицы, появившиеся во Вселенной в первые доли секунды ее существования). Однако преимущественно DM не концентрируется во внутренних областях Галактики, поэтому наличие серьезных локальных колебаний плотности этого  вида материи вблизи нашей звезды крайне маловероятно. Возможность существования "Черного Карлика" где-то поблизости от Солнца... на 100% исключать нельзя, но все же его гравитационное поле за время астрономических наблюдений должно было бы внести в первую очередь искажения в траектории движения дальних планет, а, только во вторую очередь, в траекторию "Пионеров". Однако, увы, пока никакого дополнительного неизвестного фактора в орбитах планет не наблюдается. То есть вывод насчет DM - не исключено, но очень вряд ли.