Skraidymas į gilią kosmosą tikrai atneš daug paslapčių, kurių mes negalėsime išspręsti per labai ilgą laiką. Ir tai nenuostabu. Kai tik pirmieji Žemės pasiuntiniai pravažiavo milžiniškų planetų orbitas, kosmosas iškart mums sukėlė problemą. Ir norint tai išspręsti, net buvo pasiūlyta pataisyti fizikos dėsnius.
- „Salik.biz“
Pionieriai
Amerikos kosmoso tyrinėjimo programos visada turėjo garsius pavadinimus ir ambicingus tikslus. Pagal „Mercury“programą amerikiečiai atliko pirmuosius pilotuojamus skrydžius ir sukūrė pirmąjį kosmonautų korpusą. Vykdant sekančią Dvynių programą, buvo sukurti susitikimo ir prikabinimo orbitoje metodai. Trečioji pilotuojamų kosminių skrydžių programa buvo garsioji „Apollo“programa. Jos tikslas buvo pilotuojami skrydžiai į Mėnulį. Bet tarpplanetinės kosmoso ir dangaus kūnų tyrimams buvo pradėta programa „Pioneer“.
Vykdydamos misijas, JAV 1958–1978 m. Į kosmosą išsiuntė kelis tyrimų zondus. Erdvėlaivis skrido į Saulę, Venerą ir Mėnulį, tyrė kometas, artinančias prie mūsų. „Pioneer-3“atrado antrąją Žemės radiacijos juostą, o „Pioneer-7“dalyvavo tiriant Halės kometą. Šiandien du programos kosminiai laivai yra gerai žinomi. Tai yra „Pioneer-10“(paleistas 1972 m. Kovo mėn.) Ir „Pioneer-11“(1973 m. Balandžio mėn.), Vienas iš paskutinių paleistų zondų.
Zondas „Pioneer-10“surinkimo procese
wikipedia.org
Reklaminis vaizdo įrašas:
Vėliau NASA pradėjo kitas tyrimų programas. Su naujais, tobulesniais zondais. 1977 m., Jau vykdant „Voyager“programą, „Voyager 1“ir „Voyager 2“buvo išsiųsti į tolimiausias Saulės sistemos planetas. O 2003 m. Buvo pradėta programa „Naujos sienos“, kurios metu „New Horizons“, „Juno“ir „OSIRIS-REx“išėjo į kosmosą. Tačiau penktajame dešimtmetyje, kai programa dar tik prasidėjo, jos prietaisai JAV buvo laikomi kosmoso pradininkais, todėl jie buvo vadinami „pradininkais“. „Pioneer 10“ir „Pioneer 11“buvo pirmieji erdvėlaiviai, skraidę per pagrindinę asteroido juostą, ir pirmieji, tyrę Jupiterį iš arti.
„Pionieriai“galėjo būti pirmieji, kurie peržengė Saulės sistemos ribas, tačiau 1998 m. Greitesnis „Voyager 1“aplenkė „Pioneer 10“, kurio geltonas lyderio marškinėliai buvo šioje Saulės sistemos kelionėje.
Anomalija
Pirmą kartą zondo skrydžio trajektorijos anomalija buvo aptikta devintajame dešimtmetyje. Iki šio laiko zondai jau atliko savo pagrindinę misiją. „Pioneer 10“išskrido arti Jupiterio 1973 m. Gruodžio mėn., Nurodydamas jo masę ir išmatuodamas magnetinį lauką. „Pioneer 11“priartėjo prie planetos lygiai po metų: 1974 m. Gruodžio mėn. Padaręs išsamias nuotraukas, jis nuvyko į Saturną. 1979 m. Prietaisas perdavė planetos ir jos palydovo „Titan“vaizdus į Žemę.
Pagrindinė misija pasibaigė, tačiau buvo nuspręsta panaudoti erdvėlaivio „Pioneer-10“skrydžio trajektorijos stebėjimo duomenis ieškoti, kaip vis dar manoma, dešimtosios Saulės sistemos planetos. Dabar tai devintasis (po demografijos Plutone). Jei įvyktų trajektorijos nuokrypis, tada, kaip tikėjo mokslininkai, tai būtų dar neatrastos planetos sunkio padarinys. Buvo nustatytas nukrypimas, tačiau šios anomalijos priežastis jokiu būdu nebuvo planeta Saulės sistemos pakraštyje. Tačiau, kas įdomiausia, anomalija vėliau buvo rasta dvynukų zonde.
„Pionierių“ir „Voyagers“išėjimo iš saulės sistemos iliustracija
wikipedia.org
Šiandien transporto priemonės skraido įvairiomis kryptimis. „Pioneer 10“juda Paukščių Tako krašto link Tauro žvaigždyno link. Jos dvynys, kita vertus, yra Galaktikos centro link, Skydo žvaigždyno link. Reikėtų suprasti, kad abu zondai dabar yra laisvai skraidomi. Tik anksčiau gautas pagreitis ir išorinės jėgos daro įtaką erdvėlaivio skrydžiui. Jėgos yra gravitacinės ir negravitacinės.
Tarp negravitacinių, pavyzdžiui, saulės radiacijos slėgis, sukeliantis pagreitį, nukreiptą nuo Saulės. O Saulės gravitacija, atvirkščiai, traukia transporto priemones žvaigždės link, sukeldama į Saulę nukreiptą pagreitį, tai yra, lėtina juos. Visos jėgos, galinčios paveikti erdvėlaivio skrydį, yra apskaičiuojamos ir į jas atsižvelgiama. Išskyrus vieną. Viena nežinoma ir nesuprantama jėga atitraukia zondus. Būtent ji ir yra „Pionierių“mįslės priežastis. Jėga nedidelė, tačiau jos yra. Naujausi skaičiavimai, gauti iki 2002 m., Rodo, kad nepaaiškinamo neigiamo pagreičio dydis yra (8,74 ± 1,33) 10–10 m / s2.
Tai nereikšminga, tačiau dėl to transporto priemonės jau nukrypo maždaug 400 tūkstančių kilometrų nuo apskaičiuotos trajektorijos. Atrodytų, kad zondai nuskrido milijardus kilometrų. Praradus ryšį su „Pioneer-10“(2003 m. Sausio 23 d.), Jis buvo nutolęs daugiau nei 12 milijardų kilometrų nuo mūsų. Tai yra 82 astronominiai vienetai, tai yra 82 atstumai nuo Žemės iki Saulės. Ryšys su „Pioneer-11“nutrūko 1995 m. Rugsėjo 30 d., Įrenginys jau buvo 6,5 milijardo kilometrų atstumu nuo Saulės, arba 43 AU. e.
Ir kas tie šimtai tūkstančių, palyginti su milijardais kilometrų? Tačiau mokslui šios nereikšmingos vertybės gali turėti didelę reikšmę. Nukrypimas nuo normos, nuo įprasto dalykų supratimo, tai yra, anomalijos gali reikšti, kad yra kažkas reikšmingo, bet vis dar neatrastas. Be to, astrofizikoje.
Urano judėjimo anomalija lėmė naujos planetos - Neptūno - atradimą. Gyvsidabrio judesio anomalija, aptikta 1859 m., Buvo paaiškinta tik Alberto Einšteino bendra reliatyvumo teorija, kurią jis sukūrė 1915 m. „Pionierių“anomalijos sprendimas gali apversti šiuolaikinę fiziką aukštyn kojomis arba, atvirkščiai, būti gana nereikšmingas. Štai kodėl tai persekioja daugelį mokslininkų.
Gali kilti klausimas: kaip mokslininkai apskaičiavo transporto priemonių greitį ir atitinkamai transporto priemonės pagreitį? Zondai ilgą laiką nebuvo prieinami stebėjimui. Nei Hablas, nei joks kitas teleskopas negalės pamatyti zondo, skrendančio toliau nuo mūsų. Zondo greičio valdymas atliekamas matuojant radijo signalo Doplerio dažnio poslinkį, kuris siunčiamas zondo kryptimi ir gaunamas atgal iš jo. Jis pagrįstas tuo pačiu Doplerio efektu, kuris naudojamas transporto priemonių greičiui nustatyti. Efektas pasireiškė vadinamojo violetinio poslinkio, radijo signalo poslinkio į trumpojo bangos spektro sritį forma, tai reiškia, kad zondai pradėjo lėtėti.
Bet jei mes kalbame apie poveikį, kuris gali paveikti dviejų zondų judėjimą, tada jis gali paveikti ir kitus? Mes jau sakėme, kad po „Pioneer“programos buvo ir kitų. Tačiau pionieriai ilgą laiką skraido be papildomų kurso pataisų. Bet traukos įtaisai vis dar koreguoja skrydžio trajektoriją ir kitų zondų orientaciją. Todėl neįmanoma tiksliai išmatuoti poveikio, jei jis yra.
Galimos anomalijos priežastys
Bėgant metams, kurie buvo skirti šios galvosūkio sprendimams ieškoti, buvo pateikta daugybė prielaidų. Pirmasis - pastebėtų duomenų ir gautų duomenų interpretavimo klaidos. Bet jo buvo atsisakyta beveik iškart. Anomalija buvo priskirta dėl įvairių priežasčių. Stabdymas tarpplanetinėje terpėje (dulkės, dujų debesys ir kt.). Kuiperio juostos objektų gravitacinė trauka. Nuotėkio dujos, tokios kaip helis, naudojamos kaip darbinis skystis radioizotopų generatoriuose. Priežasties taip pat buvo ieškoma dėl elektromagnetinių jėgų, kurias sukelia sukauptas zondo elektrinis krūvis. Ir, žinoma, tai buvo priskirta tamsiosios medžiagos ar tamsiosios energijos įtakai. Ne be pasiūlymų ištaisyti esamą fiziką. Ankstesnėse prielaidose buvo pateiktas ne gravitacinis efekto paaiškinimas.1983 m. Izraelio fizikas Mordechai Milgromas pasiūlė vadinamąją modifikuotos Niutono dinamikos teoriją (MOND). Ji yra alternatyvios sunkio teorijos pavyzdys. Anot MOND, kai kalbame apie kūnus, judančius ypač mažu pagreičiu, Niutono mechaniką reikia taisyti.
Tačiau panašu, kad buvo rasta anomalinio „Pionierių“pagreičio priežastis. Bet pirmiausia pasakykime šiek tiek apie prietaisų dizainą. Zondai aprūpinti moksliniais prietaisais ir 2,75 metro skersmens paraboline antena ryšiui su Žeme. Visai šiai įrangai reikėjo maitinimo. Pažvelkite į pionierių statybą. Ar matote saulės palydovus, pažįstamus iš palydovų? Ne. Erdvėlaiviams, tyrinėjantiems tolimus Saulės sistemos planetus, saulės baterijos neturi prasmės. Kai judate giliau į kosmosą, saulės spinduliuotės intensyvumas mažėja. Saulės energijos nebepakanka saulės elementų darbui.
„Pioneer-10“aparato schema
wikipedia.org
Skirtingai nei zondai, skraidantys į vidines mūsų sistemos planetas, radioaktyviųjų termoelektrinių generatorių, naudojančių plutonio-238, laive yra sumontuoti skrydžiui į Jupiterį, Saturną ir kitas tolimas planetas. Tai nėra branduoliniai reaktoriai. Jie veikia kitaip. Radioizotopų generatoriai naudoja šiluminę energiją, kuri išsiskiria natūralių radioaktyviųjų izotopų skilimo metu, ir, naudodamiesi termoelektriniu generatoriumi, paverčia ją elektra. Plutonis-238 yra tiesiog toks radioaktyvus izotopas, kurio skilimas verčia zonduose esančią įrangą. Kiekvienas zondas turi keturis generatorius, pritvirtintus ant dviejų trijų metrų strypų, nutolusių nuo mokslinių prietaiso prietaisų.
Pionierių anomalijai tirti JAV nacionalinės kosminės erdvės agentūros reaktyvinio variklio laboratorijoje buvo suburta tyrimų grupė. Jai vadovavo mūsų tautietis, Maskvos valstybinio universiteto Fizikos katedros absolventas Viačeslavas Turyševas. Tyrėjai sugebėjo sukurti matematinį modelį, paaiškinantį anomalinį „Pionierių“pagreitį bent 70 proc. Jų nuomone, visa esmė yra šilumos srautai, patenkantys iš zondo skirtingomis kryptimis. O pagrindinis šilumos šaltinis yra radioizotopų generatoriai, kurie tiekė energiją laivo įrangai. Šiluma susidarė veikiant instrumentams. Kai įrankiai buvo išjungti, vis daugiau energijos buvo išleidžiama zondams šildyti. Šiluma buvo spinduliuojama į kosmosą. Skaičiuojant numatomą skrydžio trajektoriją, buvo nepakankamai įvertinta šiluminės spinduliuotės atsigavimo jėga. Tačiau šilumos radiacijos slėgis yra netolygus. Skrydžio metu zondai stabilizuojami sukant aplink išilginę ašį. Išilginei ašiai statmena spinduliuotė išsisklaido į visas puses tolygiai ir nedaro įtakos zondo judėjimui. Bet taip pat yra radiacija išilgai ašies. Ir spinduliuoja netolygiai. Skaičiavimai parodė, kad šilumos srautas, skleidžiamas transporto priemonės judėjimo kryptimi, suteikia didesnę grąžą nei tas, kuris eina priešinga kryptimi, tai yra, jis jį aplenkia ir sukelia stabdymo efektą.y., tai užvaldo ir sukelia slopinimo efektą.y., tai užvaldo ir sukelia slopinimo efektą.
Perduodančios antenos vaizdas iš galo
nasa.org
Tačiau kokia yra likusių 30 proc. Priežastis? Galbūt fizikams iš Portugalijos plazmos ir branduolių sintezės instituto pavyko rasti paaiškinimą. Jie ėjo tuo pačiu keliu kaip ir Turiševo grupė. Bet daugiau dėmesio skyrėme zondo perdavimo antenai, kuri, prisimename, turi beveik trijų metrų skersmenį. Remdamiesi savo matematiniu zondo modeliu, atlikdami naujus skaičiavimus, jie priėjo prie išvados, kad šiluminė spinduliuotė, atsispindinti iš galinės antenos pusės, suteikia tą patį trūkstamą impulsą.
Na, atrodo, kad mokslininkai persekiojanti paslaptis buvo išspręsta. Žmonija toliau tyrinėja kosmosą. Nauji galvosūkiai ir įdomus jų sprendimų ieškojimas.
naturalphilosophy.org
Sergejus Sobolas