Частота сигнала, который испускают аппараты, смещается благодаря эффекту Доплера. Это смещение позволяет в точности измерить их скорость движения — и если при этом учесть все возможные факторы, включая притяжение Солнца, планет и даже астероидов, давление солнечного ветра и влияние магнитных полей, то окажется, что зонды замедляются. Не слишком сильно (отрицательное ускорение составляет около 1 нм/с2) — но оттого не более объяснимо. Ну а вдобавок, на таких скоростях и расстояниях, в которых существуют «Пионеры», это замедление вызвало их смещение на сотни тысяч километров относительно расчетной траектории движения.
Пионерская аномалия: Тепло отклоняет зонды
Улетев от Земли дальше, чем любое другое произведение рук человеческих, зонды Pioneer демонстрируют странности движения, объяснить которые ученые стараются уже не первое десятилетие.
Уже с конца 1950-х продолжается реализация американской программы исследования межпланетного пространства Pioneer. Самые известные аппараты, запущенные в рамках этой программы — стартовавшие в 1972 и 1973 гг. Pioneer 10 и Pioneer 11, которые первыми достигли третьей космической скорости и отправились изучать дальний космос. Они пролетели мимо Юпитера и Сатурна еще в тех же 1970-х и сегодня приближаются к крайним пределам Солнечной системы (читайте об их полете: «К далеким пределам»). А еще примерно 10 лет спустя в их поведении обнаружилась странность, окончательно объяснить которую наука до сих пор не в состоянии.
Ученые из разных стран выдвигали массу предположений, с той или иной стороны объясняющих эту аномалию. Предлагались все возможные внешние влияния — неточности наших знаний о солнечном ветре и солнечном давлении, магнитных полях и так далее — но все они неспособны объяснить такое заметное отклонение. Выдвигались и более экзотичные причины, связывавшие аномалию с неизвестными пока свойствами гравитационного взаимодействия.
Но, похоже, причина тому более банальна. Работающий в NASA Вячеслав Турищев в течение 2 лет внимательно анализировал телеметрические данные аппарата Pioneer 11, и вникали в особенности его конструкции. На этой внушительной основе они построили детальную компьютерную модель аппарата, которая демонстрировала особенности температурного распределения в его корпусе.
Работая на плутониевых генераторах, зонд нагревается асимметрично, и эта неравномерность может объяснить как минимум треть аномального отклонения, которое приобрел Pioneer 11 в ходе полета. Некоторое несовпадение Турищев объясняет тем, что оптические свойства внешней оболочки аппарата заметно изменились за годы полета под действием пыли и солнечной радиации. А значит, тепловая асимметрия может проявляться более ярко, чем в расчетах. Месяцев через 5 ученый обещает уточнить свою модель с учетом этого фактора.
Кстати, как раз на зонде Pioneer 10 к нашим потенциальным братьям по разуму отправлена знаменитая пластинка с изображением людей и расположения нашей Земли. Мы рассказывали об этом проекте: «Достучаться до небес».
По публикации The New Scientist Space