Attēla kredīts: NASA
Ekoloģijā pionieris ir “suga, kas sevi iestata iepriekš neauglīgā vidē”. Cilvēku vidū pionieri “apmetas nezināmā vai nepieprasītā teritorijā”. Starp astrofiliem Pioneer bija mūsu pirmie centieni, lai pārbaudītu Saules sistēmu. Bet šķiet, ka NASA divkāršie celmlauža centieni tagad ir guvuši mazāk panākumus pret zvaigznēm, nekā gaidīts, un jautājums ir “Kāpēc?”.
Kad NASA izstrādā misiju, tiek izdarīti pieņēmumi par kuģa darbības vidi. Sākotnēji NASA bija dažas nopietnas bažas par divu Pioneer zonžu nosūtīšanu caur asteroīda jostu - galu galā visiem tiem lielajiem varēja pievienoties daudz mazu!
Tikmēr NASA ir jāplāno lidojuma trajektorija, lai aizvestu ar kuģi tur, kur tas notiek. Balstoties uz maršrutu, misijas noslodzi un citām prasībām, ir jānodrošina pietiekama vilce, lai nodrošinātu nepieciešamo pacelšanu. Liels faktors, kas ietekmē vilci, ir smagums - jo vairāk jums ir, jo lielāka vilce ir nepieciešama.
Viena no ģeniālām lietām par Pioneer 10 un 11 bija NASA izvēle aprīkot pāri ar divvirzienu sakariem, kas ir jutīgi pret doplera maiņu. Balstoties uz frekvences maiņām, NASA varēja noteikt kuģa ātrumu attiecībā pret uztveršanas stacijām uz Zemes. Izmantojot šos datus, NASA varētu pielāgot virzītājus, lai precīzi noregulētu zondes trajektorijas to mērķu sasniegšanai. (Abi kuģi lidoja Jupitera virzienā, kamēr Pioneer 11 izdarīja piespēli netālu no Saturna.)
Kamēr zondei bija degviela, misijas kontrolieri varēja pielāgot ātrumu un trajektorijas. Bet, izlaižot degvielu, pāris varēja progresēt tikai, balstoties uz inerci un trokšņa momentu, ko nodrošina gāzes gigants.
Inerciāla lidojuma laikā abu kuģu kustībās sāka parādīties anomālijas. Doplera maiņas parādīja negaidītu palēninājumu tieši ārpus Urāna orbītas. Aptuveni 20 zemes un saules attālumos (astronomiskās vienības - ĀS) NASA zondes pārraidēs sāka redzēt “zilo nobīdi”. Pāris turpināja “dziedāt blūzu”, vienlaikus pārspējot Neptūna orbītu 10 AU vēlāk. Šodien zondes ir atpalikušas no paredzētajām vietām vairāk nekā Zeme līdz Mēnesim…
Spekulācijas par cēloņiem, kas izraisa zilo nobīdi, ir daudz. Paši Pioneer 10 un 11 jau sen ir izslēgti kā avoti. Lielākā daļa domā citē negaidītu gravitācijas pievilcības pieaugumu pret Sauli. Pārraidot signālus atpakaļ uz Zemi, kuģa elektromagnētiskie stari “iekrīt” tālāk Saules sistēmas gravitācijas urbumā, un šis urbums ir kaut kā “stāvāks”, nekā reiz ticēts. Mūsdienās pāris nav tik tālu savā izejošajā ceļojumā, kā paredzēts.
Jautājums ir šāds: “Kas ir negaidīta smaguma palielināšanās avots, kas ietekmē zondes?”. Viena atbilde slēpjas “tumšajā matērijā”. Dīvainā kārtā cits slēpjas “tumšajā enerģijā” - pretstatā gravitācijas spēkam Visumā. Trešā daļa ir “stīgu teorijas” jomā (mūsu sistēmā var krustoties divas vietējās “klijas” - vietējo n-dimensiju “tektonisko plākšņu ekvivalents”). Viena teorija attiecas uz “pretgravitācijas vilkšanu” (no pretējās Saules sistēmas puses pretī katrai zondei). Pastāv arī iespēja, ka pārim ir “Saules četrpolu momenti” vai ja viņu kavē negaidīts materiāls Kuipera joslā ārpus Urāna.
Bet, runājot par vainīgo sakārtošanu, mēs parasti varam ņemt vērā inspektora Luija padomu no filmas Kasablanka: “Noapaļot parastos aizdomās turamos.”
Abas zondes tagad atrodas vairāk nekā 70 ĀS attālumā no Saules, taču tās joprojām atrodas Saules sistēmas Kuipera joslā. Viņu palēnināšanās modelis liecina, ka anomālijas avots ir plaši izplatīts un pastāvīgs. 2005. gada 15. marta rakstā “Pionieru anomālija: gravitācijas vilkme Kuipera jostas dēļ”. Hosē A. Diego un citi Meksikas Nacionālās autonomās universitātes astronomijas institūta pētnieki raksta: “… sākumā nav jāpiesauc visi Visuma tumšie spēki, vispirms mēģiniet izskaidrot šo parādību ar vietējo, ikdienu fizika un, ja ar to nepietiek, izmantojiet smago tehniku. ”
Un ikdienas fizika? Kāpēc Kuipera josta, protams! Bet ne tieši tā pati vecā Kuipera josta. Hosē et al. Kuipera josta sākas aptuveni 10AU tuvāk Saulei - tieši ārpus Urāna orbītas - un tās biezums ir 1 AU. Komandas Kuipera jostas masa ir palielinājusies gandrīz divas reizes vairāk nekā Zemes - nedaudz mazāk nekā desmit reizes sākotnēji ierosinātā. Turklāt šī masa ir novirzīta uz Urāna orbītu. Masas palielināšanās rodas no tā, ka sākotnējie aprēķini par Kuipera jostas kopējo masu balstījās uz maziem daļiņu izmēriem. Iekļaujot lielāka izmēra ledus - kopā ar gāzēm - grupa uzskata, ka var tikt ņemta vērā pietiekama masa, lai izskaidrotu, kāpēc zondes palēninājušās un nesēj signāli pārvietoti.
Komanda turpina: “… ir svarīgi norādīt, ka josta arī ietekmētu Neptūna orbītu…”. Faktiski jebkura masas palielināšanās Kuipera jostā izraisītu Neptūna spirāli nedaudz tuvāk Saulei. Komanda lēš, ka planētas masas centrs novirzīsies 1,62 kilometrus ar katru pilnu 164,8 terāna gadu apgriezienu.
"Masas radiālā blīvuma sadalījums, kas nepieciešams, lai izskaidrotu pastāvīgo paātrinājumu pret Sauli, ko mēra Pioneer kosmosa kuģi, ir izskaidrojams ar Saules sistēmas veidošanās modeļiem." raksta komanda. Lai izskaidrotu lielāku masas koncentrāciju ap Urāna orbītu, viņi laika gaitā apraksta “materiāla pārvadāšanu uz iekšu” Urāna orbītā.
Vēl viens potenciāls negaidītas palēnināšanās avots ir vilkšana uz kuģa, ko rada vienmērīga daļiņu plūsma jostā. Šajā scenārijā Kuipera jostai būtu arī vairāk nozīmes, nekā sākotnēji tika domāts, bet šī viela būtu vienmērīgi sadalīta (lai ņemtu vērā pastāvīgos zaudējumus, kas redzami katras zondes momentā).
Neatkarīgi no tā, kāds ir galīgais zondes palēnināšanās avots, nav jābaidās, ka pāris, tāpat kā trīs senākie priekšgājēji, mainīs kursu un sadedzinās jebkurā atmosfērā netālu no mums. Šiem diviem pionieriem joprojām ir lemts “apmesties nezināmā vai nepieprasītā teritorijā” kā cilvēces pirmajiem zvaigžņu sūtņiem.
Raksta Džefs Barbors
