Научной революции не будет. Аномалия «Пионеров» наконец-то разгадана

Ученые столетиями пытаются разгадать загадки Вселенной. Но чем глубже они изучают космическое пространство, тем больше вопросов у них возникает. Так, например, для объяснения аномального ускорения первых американских космических аппаратов «Пионер-10» и «Пионер-11» у границ Солнечной системы предполагалось даже внести изменения в законы физики. Делать это все же не пришлось, так как причина аномалии оказалась намного проще.

Первопроходцы космоса

Оказывается, «Пионерами» называли не только членов детской организации в СССР, но и американские космические аппараты, исследовавшие межпланетное пространство и небесные тела в 1958-1978 годы. В США всегда любили давать программам громкие имена и ставить перед ними весьма амбициозные цели. Так в рамках проекта «Меркурий» был создан первый отряд космонавтов. Программа «Джемини» позволила отработать способы сближения и стыковки на орбите. При реализации проекта «Пионер» в космос были запущены несколько зондов. Они стали первыми космическими аппаратами, которые пролетели сквозь Главный пояс астероидов и вплотную приблизились к Юпитеру. Поэтому их часто называют космическими первопроходцами. Зонд «Пионер-10» мог также первым выйти за границы Солнечной системы, но в 1998 году его обогнал более быстрый космический аппарат «Вояджер-1». После завершения миссии «Пионеров» ученые решили продолжить использовать зонды для поиска 10-й планеты Солнечной системы и пустили в свободный полет. Но вскоре в предполагаемых траекториях полета «Пионер-10» и «Пионер-11» были выявлены нестыковки.

Читайте также: SpaceX отправила людей в космос. Что еще ждать?

Космическая аномалия

Оказалось, что «исследовательская карьера» космических аппаратов «Пионер» не закончилась после пролета их мимо планет-гигантов. В 1980-х годах ученые впервые заметили аномалию движения зондов у границ Солнечной системы. Изначально предполагалось, что аномалия связана с открытием новой планеты. Подобное уже случалось при изменении движения Урана, что привело к знакомству ученых с Нептуном. Возможно и решение загадки «Пионеров» приведет к открытию чего-то ранее неизведанного или вовсе перевернет представление ученых о физике.

Известно, что сегодня два космических аппарата движутся в разных направлениях. «Пионер-10» летит к созвездию Тельца, а «Пионер-11» — к созвездию Щита. На скорость полета зондов влияет лишь полученный ранее импульс, гравитационные и негравитационные силы. Траектории зондов зависят от давления солнечной радиации, которая вызывает ускорение, направленное от Солнца. Гравитационная сила наоборот тянет аппараты назад к звезде, замедляя их. Все это ученые учли при расчете предполагаемых траекторий аппаратов. Позднее выяснилось, что на полет зондов оказывает влияние еще одна загадочная сила, из-за которой они уже отклонились от курса на 400 тыс. километров. Именно в этом и заключается загадка «Пионеров», над решением которой ученые бьются десятилетиями.

Читайте также: Молебский треугольник — аномальная зона. Так ли это?

Попытки разгадать загадку

За все время поиска ответа выдвигалось множество различных теорий. В одной говорилось о том, что учеными были допущены ошибки при интерпретации данных, полученных со спутников. Другая теория гласила, что торможение зондов происходит из-за соприкосновения с межпланетной средой (пыль, газ и другое). Ученые пытались найти причину аномалии в электромагнитных силах, вызванных накопленным космическими аппаратами электрическим зарядом. Еще в одной теории шла речь о влиянии на полет зондов темной материи. Некоторые исследовали даже хотели изменить законы физики, чтобы объяснить загадку «Пионеров». Но аномальное ускорение свойственно только зондам этой программы. После нее были и другие проекты, но в них подобного эффекта не наблюдалось. Стоит отметить, что «Пионер-10» и «Пионер-11» находятся в полете без корректировки извне в отличие от космических аппаратов других программ. К тому же, зонды уже давно недоступны для наблюдения. Контроль скорости их полета осуществляется с помощью измерения доплеровского смещения частоты радиосигнала, что указывает на замедление аппаратов.

Научное открытие

Ученым все же удалось найти причину загадочной силы, заставляющей зонды изменять траектории. Оказывается, дело в строении «Пионеров». Они оборудованы радиоизотопными генераторами, которые питали бортовую аппаратуру, и антенной почти трехметрового диаметра для связи с Землей. На их бортах, в отличие от спутников, нет солнечных батарей. Необходимости в них не было, так как основной миссией зондов было исследование дальнего космоса.

Известно, что по мере отдаления от Солнца интенсивность его излучения падает. Солнечной энергии уже не хватает для работы батарей. Поэтому конструкторы устанавливали на космические аппараты по четыре радиоизотопных генератора, которые подпитывались тепловой энергией, выделяющейся при распаде радиоактивных изотопов. При работе бортовых приборов также выделялось тепло. По мере их отключения все потребность в затратах энергии на нагрев зондов увеличивалась. Тепло от аппаратов излучалось в пространство. Как раз силу отдачи теплового излучения ученые и недооценили при расчете траектории полета зондов. Данная гипотеза на 70% объясняет аномалию «Пионеров».

Недостающие 30% ученые списали на антенны зондов трехметрового диаметра. Они составили математическую модель, в которой особое внимание уделили передающим устройствам и пришли. Ученые пришли к выводу, что тепловое излучение, отраженное от обратной стороны антенны, и дает оставшееся незначительное ускорение.

Читайте также: Путешествия в космос, массовый суицид и терроризм. 5 самых страшных сект в мире