Kreditna slika: NASA
U ekologiji pionir je "vrsta koja se etablirala u prethodno neplodnom okruženju". Među ljudskim bićima, pioniri se "nastanjuju u nepoznatom ili nenajavljenom teritoriju". Među astrofilima, Pioneer je bio naš prvi napor da istražimo Sunčev sustav. No, čini se da su NASA-in dvostruki pionirski napori postigli manji napredak prema zvijezdama nego što se očekivalo i pitanje je "Zašto?".
Kad NASA dizajnira misije, pretpostavke su o radnom okruženju broda. U početku je NASA imala duboke zabrinutosti oko slanja dviju Pioneer-ovih sondi kroz asteroidni pojas - na kraju krajeva, svima onima velikim može se pridružiti puno mališana!
U međuvremenu, NASA mora planirati putanju leta da bi letjelicu krenula tamo. Na temelju rute, korisnog opterećenja i drugih zahtjeva mora se osigurati dovoljan potisak da se omogući potrebno dizanje. Veliki faktor koji utječe na potisak je gravitacija - što više imate, to vam je veći potisak potreban.
Jedna od genijalnih stvari u vezi s Pioneerima 10 i 11 bio je NASA-in izbor da opremi par dvosmjernom komunikacijom osjetljivom na doplerske promjene. Na temelju pomaka frekvencija NASA je mogla odrediti brzinu plovila u odnosu na prijemne stanice na Zemlji. Koristeći ove podatke, NASA je mogla prilagoditi potisnike za prilagođavanje putanja sonde prema svojim ciljevima. (Oba plovila letjela su Jupiterom, dok je Pioneer 11 prošao pored Saturna.)
Sve dok su sonde imale gorivo, kontrolori misije mogli su podešavati brzine i putanje. Ali jednom kad potroši gorivo, par bi mogao napredovati samo na temelju inercije i zamaha zamaha koje daje plinski div.
Tijekom inercijalnog leta počeli su se pojavljivati anomalije u pokretima dviju letjelica. Doplerovska smjena pokazala je neočekivano usporavanje tik izvan orbite Urana. Na nekih 20 udaljenosti od zemlje i sunca (astronomske jedinice - AU) NASA je počela primjećivati "plavi pomak" u prijenosima sonde. Par je nastavio "pjevati blues" dok je nadmašio Neptuninu orbitu 10 AU kasnije. Danas su sonde zaostale za očekivanim mjestima na udaljenosti većoj od Zemlje do Mjeseca ...
Nagađanja o uzroku plavog pomaka obiluju. Pioniri 10 i 11 sami su odavno isključeni kao izvor. Većina razmišljanja navodi neočekivano povećanje gravitacijskog povlačenja prema Suncu. Prilikom slanja signala na Zemlju, elektromagnetske zrake plovila "padaju" dalje u gravitaciju solarnog sustava i ta je bunar nekako "strmija" nego što se nekada mislilo. Danas par nije daleko na svom izlaznom putu kako se predviđalo.
Pitanje je: "Koji je izvor neočekivanog povećanja gravitacije koja utječe na sonde?". Jedan odgovor leži u "tamnoj materiji". Čudno je da još jedna leži u "tamnoj energiji" - suprotstavljujućoj sili gravitaciji u Svemiru. Trećina je u domenu "teorije struna" (dvije lokalne "brane" - ekvivalent lokalne n-dimenzionalne "tektonske ploče" - mogu se presijecati u našem sustavu). Jedna se teorija odnosi na "gravitacijsko povlačenje" (sa suprotne strane Sunčevog sustava nasuprot svakoj sondi). Također postoji mogućnost da par ima „Sunčeve četveropolarne momente“ ili da ih usporava neočekivani materijal u pojasu Kuiper izvan Urana.
Ali kad je u pitanju razvrstavanje počinitelja, obično možemo uzeti savjet inspektora Louieja iz filma Casablanca: "Zaokružite uobičajene osumnjičene."
Obje sunde su sada više od 70 AU udaljene od Sunca - ali još uvijek su unutar Kuiperovog pojasa Sunčevog sustava. Njihov obrazac usporavanja sugerira da je izvor anomalije raširen i konstantan. U radu od 15. ožujka 2005. pod naslovom „Pionirska anomalija: Gravitacijsko povlačenje zbog Kuiperovog pojasa“. Jose A. Diego i drugi istražitelji s Instituta za astronomiju Nacionalnog autonomnog sveučilišta u Meksiku pišu: „… na početku nema potrebe pozivati se na sve mračne sile svemira, pokušajte prvo objasniti ovaj fenomen lokalnim, svakodnevnim fizike i ako vam to nije dovoljno onda koristite teške strojeve. "
A svakodnevna fizika? Zašto Kuiperov pojas, naravno! Ali nije baš isti stari Kuiperov pojas. Za Josea i suradnike, Kuiperov pojas sada počinje nekih 10AU bliže Suncu - neposredno izvan orbite Urana - i ima debljinu od 1 AU. Kuiperski pojas tima dobio je masu gotovo dvostruko više od Zemljine Zemlje - nešto manje od deset puta od prvobitno predloženog. Pored toga, masa je pristrana prema orbiti Urana. Povećanje mase proizlazi iz činjenice da su se izvorne procjene ukupne mase Kuiper pojasa temeljile na malim veličinama čestica. Uključivanjem plodova veće veličine - zajedno s plinovima u njegov sastav, grupa vjeruje da se može pripisati dovoljna masa koja će objasniti zašto se sonde usporavaju i signali nosača prebacuju.
Tim dalje kaže: "... važno je istaknuti da bi pojas utjecao i na Neptunovu orbitu ...". Učinkovito, svako povećanje mase unutar Kuiperovog pojasa uzrokovalo bi da se Neptun spiralira malo bliže Suncu. Tim procjenjuje da bi se centar mase planete pomaknuo 1,62 kilometra pri svakoj punoj revoluciji od 164,8 terran godina.
"Raspodjela radijalne gustoće mase potrebna za objašnjenje konstantnog ubrzanja prema Suncu mjerena pionirskim svemirskim zanatima može se objasniti modelima formiranja Sunčevog sustava." piše tim. Kako bi objasnili veću koncentraciju mase oko Uranove orbite, opisuju „unutarnji transport materijala“ prema orbiti Urana tijekom vremena.
Drugi potencijalni izvor neočekivanog usporavanja je vučenje na plovilu uzrokovano stalnim tokom čestica unutar pojasa. U ovom scenariju Kuiperov pojas također bi imao više materije nego što se prvotno mislilo, ali taj bi materijal bio ravnomjerno raspoređivan (kako bi se objasnio konstantni gubitak koji se vidi u zamahu svake sonde).
Bez obzira na krajnji izvor usporavanja sonde, ne postoji bojazan da će - poput svojih tri najranija prethodnika - par preokrenuti put i izgorjeti u bilo kojoj atmosferi u blizini. Ovom dvojici pionira još je suđeno da se "nastane u nepoznatom ili nenajavljenom teritoriju" kao prvi izaslanici čovječanstva u zvijezde.
Napisao Jeff Barbour
