Terbang ke angkasa lepas pasti akan membawa banyak misteri, yang tidak akan dapat kita selesaikan dalam masa yang sangat lama. Dan ini tidak menghairankan. Sebaik sahaja utusan pertama Bumi melintasi orbit planet-planet raksasa, ruang segera memberi kita masalah. Dan untuk menyelesaikannya, malah dicadangkan untuk memperbetulkan hukum fizik.
Perintis
Program penerokaan ruang angkasa Amerika selalu mempunyai nama dan matlamat yang tinggi. Di bawah program Mercury, orang Amerika membuat penerbangan berawak pertama mereka dan membuat korps angkasawan pertama. Dalam program Gemini seterusnya, kaedah pertemuan dan dok di orbit telah dikerjakan. Program penerbangan ruang angkasa ketiga adalah program Apollo yang terkenal. Tujuannya adalah penerbangan berawak ke bulan. Tetapi untuk kajian ruang antara planet dan cakerawala, program Pioneer dilancarkan.
Sebagai sebahagian daripada misinya, Amerika Syarikat menghantar beberapa penyelidikan ke angkasa antara 1958 dan 1978. Kapal angkasa terbang ke Matahari, Venus dan Bulan, menyiasat komet menghampiri kami. "Pioneer-3" menemui tali pinggang radiasi kedua Bumi, dan "Pioneer-7" berpartisipasi dalam kajian komet Halley. Hari ini, dua kapal angkasa program terkenal. Ini adalah probe Pioneer-10 (dilancarkan pada bulan Mac 1972) dan Pioneer-11 (April 1973), salah satu yang terakhir dilancarkan.
Probe "Pioneer-10" dalam proses pemasangan
wikipedia.org
Video promosi:
Kemudian NASA melancarkan program penyelidikan lain. Dengan siasatan baru yang lebih maju. Pada tahun 1977, sudah berada dalam kerangka program Voyager, Voyager 1 dan Voyager 2 dikirim ke planet-planet tata surya yang jauh. Dan pada tahun 2003, program New Frontiers dilancarkan, di mana New Horizons, Juno dan OSIRIS-REx memasuki ruang angkasa. Tetapi pada tahun 50-an, ketika program ini baru dimulakan, peranti-perangkatnya di Amerika Syarikat dianggap sebagai pelopor ruang, dan oleh itu mereka disebut "Perintis". Pioneer 10 dan Pioneer 11 adalah kapal angkasa pertama yang terbang melalui tali pinggang Asteroid Utama dan yang pertama belajar Musytari pada jarak dekat.
Pioneer mungkin yang pertama melampaui sistem suria, tetapi pada tahun 1998 Voyager 1 yang lebih cepat mengalahkan Pioneer 10, yang mempunyai jersi kuning pemimpin dalam lawatan sistem solar ini.
Anomali
Buat pertama kalinya terdapat anomali di jalan penerbangan probe pada tahun 1980-an. Pada masa ini, siasatan telah menyelesaikan misi utamanya. Pioneer 10 terbang dekat dengan Musytari pada bulan Disember 1973, menentukan jisimnya dan mengukur medan magnetnya. Pioneer 11 mendekati planet ini tepat setahun kemudian: pada bulan Disember 1974. Setelah mengambil gambar terperinci, dia pergi ke Saturnus. Pada tahun 1979, peranti tersebut menghantar gambar planet dan satelitnya Titan ke Bumi.
Misi utama berakhir, tetapi diputuskan untuk menggunakan data dari memantau lintasan penerbangan kapal angkasa Pioneer-10 untuk mencari, seperti yang seharusnya, planet kesepuluh dari sistem suria. Dan sekarang ini adalah yang kesembilan (setelah penurunan pangkat di Pluto). Sekiranya terdapat penyimpangan dalam lintasan, maka, seperti yang diyakini oleh para saintis, ini akan menjadi akibat dari graviti planet yang belum ditemui. Penyimpangan itu dijumpai, tetapi penyebab anomali ini sama sekali bukan planet di pinggir sistem suria. Tetapi, yang paling menarik, anomali itu kemudian dijumpai dalam kembar probe.
Ilustrasi keluarnya "Perintis" dan "Pelancong" di luar sistem suria
wikipedia.org
Hari ini, kenderaan terbang ke arah yang berbeza. Pioneer 10 bergerak ke arah tepi Bima Sakti, ke arah buruj Taurus. Kembarnya, sebaliknya, menuju ke pusat Galaksi, ke arah buruj Shield. Perlu difahami bahawa kedua-dua siasatan kini dalam penerbangan bebas. Hanya daya pecutan dan luaran yang diperoleh sebelumnya mempengaruhi penerbangan kapal angkasa. Angkatan adalah graviti dan bukan graviti.
Di antara yang bukan graviti, misalnya, tekanan sinaran suria, menyebabkan pecutan yang diarahkan dari Matahari. Dan graviti Matahari, sebaliknya, menarik kenderaan ke arah bintang, menyebabkan pecutan yang diarahkan ke arah Matahari, yakni melambatkannya. Semua kekuatan yang boleh mempengaruhi penerbangan kapal angkasa dikira dan diambil kira. Kecuali satu. Satu kekuatan yang tidak diketahui dan tidak dapat difahami menarik probe kembali. Dialah yang menjadi alasan teka-teki para Perintis. Kekuatannya boleh diabaikan, tetapi ada. Pengiraan terbaru, yang diperoleh pada tahun 2002, menunjukkan bahawa besarnya pecutan negatif yang tidak dapat dijelaskan adalah (8.74 ± 1.33) 10–10 m / s2.
Ini boleh diabaikan, tetapi telah menyebabkan penyimpangan kenderaan sejauh kira-kira 400 ribu kilometer dari lintasan yang dikira. Nampaknya siasatan telah terbang sejauh berbilion kilometer. Pada masa kehilangan komunikasi dengan "Pioneer-10" (23 Januari 2003), jaraknya lebih dari 12 bilion kilometer dari kami. Ini adalah 82 unit astronomi, iaitu, 82 jarak dari Bumi ke Matahari. Komunikasi dengan "Pioneer-11" terputus pada 30 September 1995, perangkat sudah berada pada jarak 6.5 miliar kilometer dari Matahari, atau 43 AU. e.
Berapakah jumlah ratusan ribu ini berbanding berbilion kilometer? Tetapi untuk sains, nilai-nilai yang tidak penting ini sangat penting. Penyimpangan dari norma, dari pemahaman yang biasa mengenai sesuatu, iaitu, anomali mungkin menunjukkan adanya sesuatu yang penting, tetapi masih belum ditemui. Lebih-lebih lagi dalam astrofizik.
Anomali dalam pergerakan Uranus menyebabkan penemuan planet baru - Neptunus. Anomali dalam gerakan Merkurius, yang ditemukan pada tahun 1859, hanya dijelaskan oleh teori relativiti umum Albert Einstein, yang dikembangkannya pada tahun 1915. Penyelesaian untuk anomali "Perintis" boleh menjadikan fizik moden terbalik atau, sebaliknya, agak remeh. Inilah sebabnya mengapa ia menghantui banyak saintis.
Persoalannya mungkin timbul: bagaimana para saintis mengira kelajuan dan, dengan demikian, pecutan kenderaan? Probe sudah lama tidak dapat diperhatikan. Baik Hubble maupun teleskop lain tidak dapat melihat probe terbang jauh dari kami. Kawalan kelajuan probe dilakukan dengan mengukur pergeseran frekuensi Doppler dari isyarat radio, yang dikirim ke arah probe dan diterima kembali daripadanya. Ia berdasarkan kesan Doppler yang sama yang digunakan untuk menentukan kelajuan kenderaan. Kesannya terwujud dalam bentuk pergeseran ungu yang disebut, pergeseran isyarat radio ke kawasan gelombang pendek spektrum, yang bermaksud bahawa prob mula melambat.
Tetapi jika kita bercakap mengenai kesan yang boleh mempengaruhi pergerakan dua probe, maka ia juga boleh mempengaruhi orang lain? Kami telah mengatakan bahawa ada yang lain selepas program Pioneer. Tetapi Perintis dalam penerbangan tanpa pembetulan kursus tambahan untuk jangka masa yang panjang. Tetapi jalan penerbangan dan orientasi probe lain masih diperbaiki oleh pendorong. Oleh itu, pengukuran kesan yang tepat, jika ada, tidak dapat dibuat.
Kemungkinan penyebab anomali
Selama bertahun-tahun yang dikhaskan untuk mencari jalan keluar untuk teka-teki ini, banyak andaian telah dikemukakan. Dan yang pertama adalah kesalahan dalam pemerhatian dan penafsiran data yang diperoleh. Tetapi dia segera ditinggalkan. Anomali tersebut disebabkan oleh pelbagai sebab. Pengereman pada medium antara planet (habuk, awan gas, dll.). Daya tarikan graviti objek tali pinggang Kuiper. Gas bocor, seperti helium, digunakan sebagai cecair kerja pada generator radioisotop. Sebabnya juga dicari dalam daya elektromagnetik yang disebabkan oleh pengecasan elektrik probe. Dan, tentu saja, ini disebabkan oleh pengaruh bahan gelap atau tenaga gelap. Bukan tanpa cadangan untuk membetulkan fizik yang ada. Andaian sebelumnya memberikan penjelasan bukan graviti untuk kesannya. Pada tahun 1983, ahli fizik Israel Mordechai Milgrom mengusulkan teori dinamika Newtonian yang diubah (MOND). Dia adalah contoh teori graviti alternatif. Menurut MOND, ketika kita berhadapan dengan badan yang bergerak dengan pecutan yang sangat rendah, mekanik Newton perlu diperbaiki.
Walau bagaimanapun, alasan untuk percepatan anomali "Perintis" nampaknya telah dijumpai. Tetapi pertama, katakan sedikit mengenai reka bentuk peranti. Probe dilengkapi dengan instrumen saintifik dan antena parabola dengan diameter 2.75 meter untuk komunikasi dengan Bumi. Semua peralatan ini memerlukan bekalan kuasa. Lihatlah pembinaan Perintis. Adakah anda melihat panel solar biasa dengan satelit di dalamnya? Tidak. Untuk kapal angkasa yang menjelajahi planet jauh dari sistem suria, tidak ada gunanya panel suria. Semasa anda bergerak lebih jauh ke angkasa, intensiti sinaran suria berkurang. Tenaga matahari tidak lagi mencukupi untuk operasi sel suria.
Rajah radas "Pioneer-10"
wikipedia.org
Tidak seperti probe yang terbang ke planet dalam sistem kita, penjana termoelektrik radioisotop menggunakan plutonium-238 dipasang di atas kapal untuk penerbangan ke Musytari, Saturnus dan planet lain yang jauh. Ini bukan reaktor nuklear. Mereka bekerja dengan cara yang berbeza. Penjana radioisotop menggunakan tenaga terma, yang dilepaskan semasa peluruhan semula jadi isotop radioaktif dan, dengan menggunakan penjana termoelektrik, mengubahnya menjadi elektrik. Plutonium-238 hanyalah isotop radioaktif seperti itu, yang mana kerosakannya memberi peralatan pada alat pemeriksaan. Setiap penyiasat mempunyai empat generator, yang terpasang pada dua batang penyekat tiga meter, jauh dari instrumen saintifik radas.
Satu pasukan penyelidik dibentuk di Jet Propulsion Laboratory of National Aerospace Agency AS untuk mengkaji anomali Perintis. Ia diketuai oleh rakan senegara kita, lulusan Jabatan Fizik Universiti Negeri Moscow Vyacheslav Turyshev. Para penyelidik dapat membina model matematik yang menjelaskan pecutan anomali "Perintis" sekurang-kurangnya 70%. Pada pendapat mereka, intinya adalah pada fluks panas yang datang dari probe ke arah yang berbeza. Dan sumber utama haba adalah penjana radioisotop, yang membekalkan tenaga ke peralatan kapal. Haba dihasilkan dari operasi instrumen. Oleh kerana instrumen dimatikan, semakin banyak tenaga dihabiskan untuk memanaskan probe. Haba dipancarkan ke angkasa. Itu adalah kekuatan penolakan sinaran termal yang diremehkan ketika mengira anggaran laluan penerbangan. Walau bagaimanapun, tekanan sinaran panas tidak sekata. Semasa penerbangan, probe distabilkan dengan berputar di sekitar paksi membujur. Haba yang terpancar tegak lurus ke paksi membujur dihalau ke semua arah secara seragam dan tidak mempengaruhi pergerakan probe. Tetapi ada juga radiasi di sepanjang paksi. Dan ia terpancar tidak sekata. Pengiraan telah menunjukkan bahawa fluks panas yang dipancarkan pada arah pergerakan kenderaan memberikan pulangan yang lebih besar daripada yang bergerak ke arah yang bertentangan, iaitu, mengalahkannya dan menyebabkan kesan pengereman.iaitu, ia mengalahkannya dan menyebabkan kesan penghambatan.iaitu, ia mengalahkannya dan menyebabkan kesan penghambatan.
Pandangan belakang antena pemancar
nasa.org
Tetapi apa alasan untuk baki 30%? Mungkin ahli fizik dari Institut Plasma dan Fusion Nuklear Portugis berjaya menemui penjelasan. Mereka mengikuti jalan yang sama dengan kumpulan Turyshev. Tetapi kami lebih memperhatikan antena pemancar probe, yang, kami ingat, memiliki diameter hampir tiga meter. Setelah membuat pengiraan baru berdasarkan model matematik probe mereka, mereka sampai pada kesimpulan bahawa radiasi termal yang dipantulkan dari sisi belakang antena memberikan dorongan yang sama.
Nah, misteri yang menghantui para saintis nampaknya dapat diselesaikan. Kemanusiaan terus meneroka ruang angkasa. Untuk teka-teki baru dan carian menarik untuk penyelesaiannya.
naturalphilosophy.org
Sergey Sobol
