научно-популярное приложение к газете "Голос Армении"
Menu

ОТКРЫТИЯ "ПИОНЕРОВ"

НАСА начала грандиозную исследовательскую программу

Эта история началась более чем 40 лет назад. Тогда американская организация НАСА (Национальное агентство по аэронавтике и исследованию космического пространства) начала грандиозную исследовательскую программу. 2 марта 1972 года был запущен космический зонд "Пионер-10".

ЭТОТ ЗОНД БЫЛ ПЕРВЫМ ИСКУССТВЕННЫМ АППАРАТОМ, ТРАЕКТОРИЯ КОТОРОГО БЫЛА РАССЧИТАНА таким образом, чтобы зонд пролетал вблизи Юпитера. То есть его миссия заключалась в исследовании газовых планет-гигантов с близкого расстояния, куда еще не долетали космические аппараты. Более того, траектория была рассчитана таким образом, чтобы использовать огромное гравитационное поле Юпитера и получить дополнительное ускорение в направлении внешних областей нашей планетарной системы.  После выполнения основной задачи корабль должен был выйти на гиперболические траектории и покинуть Солнечную систему.  Через год с лишним, 5 апреля 1973 года, по такой же программе стартовал и следующий космический зонд – "Пионер-11", который должен был приблизиться не только к Юпитеру, но  и к Сатурну. "Пионеры" и впрямь были пионерами в исследовании окраин нашей планетарной системы. Первый из них уже 15 июля 1972 года, всего через 4-5 месяцев после запуска, приблизился к границе пояса астероидов. Хотя, может быть, слово граница не очень подходит для этой огромной зоны между орбитами Марса и Юпитера, шириной примерно 250 миллионов километров, поскольку она, естественно, не имеет четких границ. Просто в этой области, названной поясом астероидов, вокруг Солнца вращается огромное количество космической материи в виде осколков различных размеров – от космических пылинок до исполинских каменных глыб диаметром несколько сотен километров. "Пионер-10" был первым космическим кораблем, который пролетел через этот опаснейший отрезок и направился к Юпитеру. И уже 3 декабря 1973 года он пролетал мимо Юпитера, что также было событием чрезвычайной важности. Именно этот зонд впервые передал на Землю фотографии Юпитера, сделанные с близкого расстояния. Как уже было отмечено выше, задача его близнеца "Пионера-11" почти ничем не отличалась.

Каждый из кораблей нес по 11 научных инструментов, а также необходимую аппаратуру для радиосвязи. Так как на окраинах нашей Солнечной системы поток лучистой энергии очень слаб, питание приборов осуществлялось от радиоизотопных термоэлектрических генераторов, работающих на тепле, выделяющемся при распаде плутония-238. На каждом зонде было по четыре таких генератора, попарно укрепленных на выносных трехметровых штангах. Оба корабля вращались вокруг своих продольных осей таким образом, чтобы их параболические радиоантенны были все время направлены на Землю.

БОРТОВАЯ АППАРАТУРА КОРАБЛЕЙ ОКАЗАЛАСЬ ОЧЕНЬ КАЧЕСТВЕННОЙ и работала еще долгие годы после встречи с планетами. Тем не менее через некоторое время они перестали выходить на связь. Причем "Пионер-11" перестал реагировать на вызовы Земли раньше, в ноябре 1995 года, когда уже был на расстоянии 6,5 млрд километров от Солнца (43 раза дальше, чем Земля). Сигналы с первого зонда поступали гораздо дольше, вплоть до 23 января 2003 года (к этому времени расстояние станции от Земли составляло более чем в 12 млрд километров). Но, несмотря на то, что обе станции с Земли уже давно не наблюдаются и радиосвязь давно не действует, они продолжают свой путь. Они мчатся в противоположные стороны – "Пионер-10" стремится к периферии нашей Галактики, а "Пионер–11" - к ее центру...

После запуска "Пионеров" прошло уже больше сорока лет. Зонды полностью выполнили  всю  предполагаемую научную программу. Но, как это иногда случается, когда люди начинают исследовать неведомое, с полетами "Пионеров" также случилось кое-что непонятное, что на достаточно долгое время занимало умы ученых и инженеров. А странность заключалась в следующем. В самом начале полета зонды двигались в точном соответствии с расчетами. Однако после нескольких лет полета были замечены некоторые странности.

Зонд - первый искусственный аппаратВыяснилось, что зонды теряют скорость заметно быстрее, чем следовало из уравнений небесной механики, справедливость которых была проверена многократно. Очень кратко аномальное поведение кораблей можно интерпретировать как направленное к Солнцу дополнительное ускорение, действующее на зонды. Создавалось впечатление, что на зонды действует не только солнечное и планетарное тяготение, но и еще какая-то очень слабая сила, направленная в сторону Солнца и потому создающая ускорение в этом же направлении. Величина этого ускорения была не то что малой, но совершенно ничтожной, примерно в десять миллиардов раз слабее гравитационного ускорения, которое наблюдается у поверхности нашей планеты. Это несоответствие, названное впоследствии аномалией "Пионеров", впервые было замечено в 1980 году, когда "Пионер-10" находился на расстоянии 3 млрд километров от Солнца.

Было много попыток объяснить этот странный эффект. С этой целью исследователи манипулировали  особенностями конструкции самих аппаратов, учитывали истечение газов, другие возможные причины, но эти попытки не увенчались успехом. Высказывалось предположение, что наблюдаемые аномалии связаны с системной ошибкой, однако доказать это никому не удалось. Более того, последние исследования показывают, что данный эффект в большей или меньшей степени характерен не только для "Пионеров", но и для "Вояджеров" и других космических аппаратов, совершающих гравитационные маневры в поле планет. Возможно, наблюдаемые расхождения с теорией вызваны гравитационным воздействием вещества, которое до сих пор не удавалось обнаружить иными способами и условно обозначаемого как "темная материя". Не исключено, что потребуется коренная ревизия постулатов небесной механики, и, может быть, мы имеем дело с новой физикой?

HА СЕГОДНЯ УЖЕ УЧТЕНО БОЛЕЕ 150 ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ДВИЖЕНИЕ "Пионеров": притяжение Солнца и планет, давление света и солнечный ветер, испарение топлива из двигателей и даже отдача от радиосигнала, передаваемого на Землю. Hо все эти эффекты зависят от времени и местоположения аппарата - к примеру, притяжение Солнца слабеет с удалением, а вот величина аномалии остается постоянной. В районе Плутона аномальное торможение аппаратов было всего в тысячу раз меньше притяжения Солнца. Этим уже нельзя пренебречь.

В 2011 году появилась работа португальских физиков, которые как будто решили эту проблему. И до этого среди различных гипотез обсуждалась и  схема так называемого несимметричного теплового излучения радиоизотопных генераторов самого зонда. Это означает, что инфракрасное излучение от упомянутых генераторов отражается от внешней поверхности антенны, которая смотрит в сторону Земли. То есть эти фотоны передают свой импульс антенне, создавая тем самым  дополнительное торможение, что и интерпретировалось как аномальное ускорение в направлении к Солнцу. Теоретически это излучение могло бы создать некоторую очень слабую реактивную силу. Но делать соответствующие расчеты было чрезвычайно трудно. Однако некоторые ученые считают, что эти расчеты сделаны, и они доказывают, что все объясняется известными законами физики. Но не все принимают  это объяснение.

Аномалия есть тот наблюдаемый факт, который не поддается объяснению с точки зрения общепринятых  в настоящее время теорий. И поэтому любое появление аномалии - сигнал  о том, что в данной области знаний существуют пробелы. И именно такие аномалии во все времена становились опорной точкой больших изменений в системе наших знаний. Будет ли аномалия "Пионеров" таким историческим открытием, покажет время...

Гайк АРУТЮНЯН, директор Бюраканской обсерватории

Опубликовано в Лаборатория
Прочитано 955 раз
Оцените материал
(1 Голосовать)

Оставить комментарий

Убедитесь, что вы вводите (*) необходимую информацию, где нужно
HTML-коды запрещены

Наверх