Координаты Пионеров, Вояджеров

Scarecrow · 04.03.2008 04:54:18

Аннонсированы новые данные о эффекте на других аппаратах, но, насколько понятно, скорее в контексте "flyby" аномалий. Когда придёт настоящая статья, прочитаем.
http://www.space.com/scienceastronomy/080229-spacecraft-anomaly.html

ronatu · 04.03.2008 12:27:35

В пересказе Ленты Вру:

Аномальное ускорение обнаружено в четырех космических миссиях

Астрономы обнаружили, что четыре космических аппарата при пролете около Земли демонстрировали аномальное изменение скорости (подобное аномалии "Пионера"), сообщает портал Space.com со ссылкой на статью, которая появится в одном из следующих номеров журнала Physical Review Letters.

Аномалия "Пионера" была впервые обнаружена около десяти лет назад, когда оказалось, что аппараты "Пионер-10" и "Пионер-11", оказавшись во внешней части Солнечной системы, получали не предсказанное расчетами ускорение, направленное в сторону Солнца. Для объяснения этого явление было предложено множество причин: от утечки горючего из топливных баков до необходимости изменить теорию гравитации, но ни одно пока не получило широкое признание.

Астроном Джон Андерсон (один из первооткрывателей аномалии "Пионера") и его коллеги из Лаборатории реактивного движения NASA занялись подробным изучением другой недавно обнаруженной ими аномалии: при выполнении гравитационных маневров вблизи планет космические аппараты также получают небольшую дополнительную кинетическую энергию по сравнению с расчетной.

Группа Андерсона проанализировала данные о движении пяти космических аппаратов: "Галилео" (миссия к Юпитеру; Space.com пишет о двух аппаратах: "Галилео-1" и "Галилео-2", однако о существовании "Галилео-2" нет данных), NEAR (к астероиду Эрос), "Розетты" (к комете Чурюмова-Герасименко), "Кассини" (к Сатурну), "Мессенджер" (к Меркурию). Все эти аппараты в разное время выполняли около Земли маневр, используя ее гравитационное поле либо для того, чтобы получить энергию и ускориться, либо чтобы отдать ее и притормозить.

Оказалось, что почти у всех аппаратов получаемое ускорение отличалось от расчетного. Исключение составил "Мессенджер". Он приблизился к Земле примерно на уровне 31 градуса северной широты и отдалился от нее примерно на уровне 32 градуса южной широты. За счет такой симметрии относительно экватора общее изменение его скорости было очень небольшим, возможно, именно поэтому отклонений обнаружить не удалось. У прочих аппаратов траектории не были симметричными относительно экватора, изменение скорости было больше, и были зафиксированы отклонения. Так, например, скорость зонда NEAR при удалении от Земли была на 13 миллиметров в секунду больше, чем ожидалось (точность измерений составляла 0,1 миллиметра в секунду).

Андерсон предполагает, что "околопланетная" аномалия и аномалия "Пионеров" имеют общую природу. Эти два явления похожи - "Пионеры" демонстрируют аномалии на орбите вокруг Солнца, прочие аппараты - на орбите вокруг Земли (ранее подобный эффект был зафиксирован и для других планет) - вероятно, они объясняются сходными механизмами, однако какими - пока не известно. Исследователи намереваются собирать новые данные, в частности, вести измерения во время следующего приближения "Розетты" к Земле 13 ноября 2008 года.

Ссылки по теме

- NASA Baffled by Unexplained Force Acting on Space Probes - SPACE.com, 29.02.08

- The energy transfer process in planetary flybys - arXiv.org, 02.11.06

http://arxiv.org/PS_cache/astro-ph/pdf/0608/0608087v2.pdf

particles · 27.05.2009 00:20:25

Красное смещение и аномалия пионеров - это один эффект, представляющий потерю кинетической энергии со временем, которая переходит в энергию флуктуаций вакуума. В этом легко убедиться, сделав простые расчеты. Аномальное торможение космических аппаратов 8E-10 м/с^2, постоянная Хаббла 74 км/с на один мегапарсек. Свет проходит один мегапарсек за 1E14 сек. Умножив аномальное торможение на это время, получим постоянную Хаббла: 8E-10 м/с^2 x 1E14 с = 80 км/с, что в пределах погрешности. Кинетическая энергия движущихся тел теряется пропорционально пройденному расстоянию, так же как и у фотонов.

Подробно на http://theory.da.ru

Dims · 27.05.2009 16:11:22

ЦитироватьКинетическая энергия движущихся тел теряется пропорционально пройденному расстоянию

А где в Ваших расчётах учтено расстояние, пройденное Пионерами?

particles · 27.05.2009 23:51:25

ЦитироватьОригинально. Но по последним данным разведки, H = 74.2 ± 3.6 (км/с)/Мпк, т.е. Ваши 80 уже за допуском...

Аномальное торможение (8.74 ± 1.33)E-8 см/с^2
получается минимум 7.41E-8 см/с^2
7.41E-8 см/с^2 x 1E14 с = 74.1 км/с

Цитировать
ЦитироватьКинетическая энергия движущихся тел теряется пропорционально пройденному расстоянию
А где в Ваших расчётах учтено расстояние, пройденное Пионерами?

При ускорении кинетическая энергия изменяется пропорционально пройденному расстоянию.

Dims · 28.05.2009 00:04:34

Цитировать
Цитировать
ЦитироватьКинетическая энергия движущихся тел теряется пропорционально пройденному расстоянию
А где в Ваших расчётах учтено расстояние, пройденное Пионерами?
При ускорении кинетическая энергия изменяется пропорционально пройденному расстоянию.

Если бы Пионеры были в 100 раз дальше, Ваш расчёт дал бы тот же результат, так как Вы не использовали расстояние, пройденное Пионерами. Поэтому, Ваше утверждение никак не связано с расчётом.

particles · 28.05.2009 00:37:40

ЦитироватьЕсли бы Пионеры были в 100 раз дальше, Ваш расчёт дал бы тот же результат, так как Вы не использовали расстояние, пройденное Пионерами. Поэтому, Ваше утверждение никак не связано с расчётом.

Это бессмысленный набор слов, поэтому я не буду тратить время и отвечать на ваши письма.

Тов · 23.12.2009 12:25:44

Подниму тему новостью с Ленты новостей "НК":

22.12.2009 / 12:30 У аномалии "Пионеров" оказалась негравитационная природа

Ученые установили, что так называемая аномалия "Пионеров" - аномальное ускорение аппаратов Pioneer 10 и Pioneer 11 во внешней части Солнечной системы - имеет негравитационную природу. Статья ученых еще не принята к публикации, однако ее препринт доступен на сайте arXiv.org.
В рамках исследования ученые предположили, что аномалия "Пионеров" вызывается некоторым неизвестным гравитационным воздействием. При этом, исходя из значений ускорения для космических аппаратов - 8,7x10-10 метра в секунду, ученые смогли рассчитать воздействие неизвестной силы на спутники Нептуна Тритон, Нереиду и Протей. Оказалось, что подобное воздействие должно вызывать колебания орбит, которые не наблюдаются на практике.
Сами исследователи не выдвигают никаких гипотез, касающихся природы воздействия на аппараты. При этом среди основных гипотез, объясняющих аномалию, гравитационные являются самыми популярными. Так, предполагалось, что на аппараты действует космическая пыль или притяжение объектов из пояса Койпера.
Совсем недавно астрономы составили список из нераскрытых загадок астрономии. Туда попали четыре аномалии. На первом месте - аномальное ускорение аппаратов вблизи Земли, на втором - увеличение астрономической единицы. Третью строчку заняла описанная выше аномалия "Пионеров", а на четвертой - постепенное увеличение эксцентриситета лунной орбиты, пишет Lenta.ru.
- К.И.
Кстати, в "крайнем" "НК" №12/2009 в статье про исследования аппаратом IBEX гелиопаузы и ударных волн меня насторожила фраза что частицы межзвездного газа, налетая на солнечный ветер, снижают свою скорость со "сверхзвуковой" 450 км/с до "дозвуковой" 100 км/с (примерно так, дословно фразу пока не приведу - нет текста под рукой). :shock: Это какая такая скорость звука в вакууме? Кто-то может прокомментировать, что имелось в виду?

STS · 23.12.2009 11:51:14

эээээ, ну, молекулы газа в атмосфере тоже в вакууме летают.....

Брабонт · 23.12.2009 14:18:57

ЦитироватьЭто какая такая скорость звука в вакууме?

Это какой такой вакуум там, где разреженная гелиоплазма :wink:?

ssb · 23.12.2009 14:38:38

Цитировать... частицы межзвездного газа, налетая на солнечный ветер, снижают свою скорость со "сверхзвуковой" 450 км/с до "дозвуковой" 100 км/с (примерно так, дословно фразу пока не приведу - нет текста под рукой). :shock: Это какая такая скорость звука в вакууме? Кто-то может прокомментировать, что имелось в виду?

А с чего вы взяли что там вакуум? :lol:
См. http://www.astronet.ru/db/msg/1170612/4lec/node1.html

Даже несмотря на чрезвычайно низкую плотность, межзвёздная среда на больших расстояниях ведёт себя как вполне реальный газ и/или плазма со всеми присущими ими свойствами: плотность, давление, температура, скорость звука, ионизация, замагниченность :wink:

Иван Моисеев · 23.12.2009 15:55:39

В технике вакуум начинается с давления 1,05 - 1,1 атм.

Брабонт · 23.12.2009 15:57:22

Сколько, простите?

Иван Моисеев · 23.12.2009 16:01:11

ЦитироватьСколько, простите?

Удивились? Это с непривычки.

Тов · 23.12.2009 16:01:20

Уважаемым тов. ученым, конечно, виднее.

Однако из табл.1 по ссылке на "Астронет" я понял, что около 50% объема этого межзвездного пространства приходится на т.н. "корональный газ" с плотностью ~0,003 частиц/см**3, около 40% - т.н. "межоблачная среда", там ~0,1 частиц/см**3. Остальные 10% - более плотное, разные виды облаков, глобулы и т.п. (вероятно, это не наш случай ? Или Солнечная система сквозь облака летит, а мужики-то не знают? :wink: ). А при такой малой плотности газа - может ли вообще существовать волна уплотнения, соответствующая звуку в земном понимании? Вроде, далековато друг от друга частицы. И как там скорость звука считать?
Сорри за дремучесть - Ван-дер Ваальса и проч. я не вспоминал лет так 20.

Брабонт · 23.12.2009 16:04:14

ЦитироватьУдивились? Это с непривычки.

Если и учил когда-то, то забыл напрочь - всё, что не под давлением, вакуум?

Иван Моисеев · 23.12.2009 16:11:18

Цитировать
ЦитироватьУдивились? Это с непривычки.
Если и учил когда-то, то забыл напрочь - всё, что не под давлением, вакуум?

Про все - не знаю. Что касается вакуума - то так, как написано. Это удобно.

Chilik · 23.12.2009 13:01:53

ЦитироватьА при такой малой плотности газа - может ли вообще существовать волна уплотнения, соответствующая звуку в земном понимании? Вроде, далековато друг от друга частицы. И как там скорость звука считать?

1. Может. И не в земном понимании тоже может, в плазме могут реализовываться разные типы волн.
2. А там такие размеры, что это перешибает маленькую плотность. Плюс ещё одно. Расстояние между частицами роли не играет. Плазма ведь.

Бывают и бесстолкновительные ударные волны.
3. Скорость звука - как обычно, "корень из гамма-пэ-делить-на-ро". Если грубо, то есть средняя тепловая скорость движения частиц и есть магнитное поле. Если давление поля несущественно по сравнению с газокинетическим давлением, то будет как в газе. Если поле сильное - то нужно учитывать ещё и тензор натяжения поля и его вклад в возвращающую силу. Более подробно - не для форума, многабукаф.

P.S. По Ван-дер-Ваальса хорошо пошло. Неужели вблизи гелиопаузы жидкость? :shock:

Chilik · 23.12.2009 13:04:55

ЦитироватьЧто касается вакуума - то так, как написано. Это удобно.

Ссылочку на нормативный документ, пожалуйста. Потому что противоречит здравому смыслу ситуация, когда избыточное давление называется вакуумом.

Иван Моисеев · 23.12.2009 17:27:13

Цитировать
ЦитироватьЧто касается вакуума - то так, как написано. Это удобно.
Ссылочку на нормативный документ, пожалуйста. Потому что противоречит здравому смыслу ситуация, когда избыточное давление называется вакуумом.

В глаза я этих нормативных документов не видел. Как-то ни к чему. А вот работать с вакуумом - приходилось.
И принятый подход мне представляется удобным. И не только мне.
Шкалы вакуумметров чаще всего начинаются с 1-1,1 атм. Когда начинаешь откачку - бывает, что давление превышает атмосферное - но пишешь его как вакуум.