Аномальное ускорение обнаружено в четырех космических миссия

[Fakir]

См. внимательнее - "знак" эффекта Ярковского зависит от направления вращения объекта.

[mihalchuk]

См. внимательнее - "знак" эффекта Ярковского зависит от направления вращения объекта.

Да это понятно. А разве было вращение у Вояджеров и прочих Пионеров? И все в одну сторону? :roll:

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Вот попалось на глаза в статье астронома Сурдина (из ГАИШ) в 4-м номере "Природы" за этот год упоминание о т.н. эффекте Ярковского.

Суть эффекта в том, что освещаемое солнцем вращающееся тело в космосе испытывает малое дополнительное ускорение по либо против направления своего орбитального движения - в зависимости от направления вращения. То есть тело нагревается солнцем, и, будучи нагретым, излучает в тепловом диапазоне. Если ось вращения теля нормальна к плоскости орбиты, и вращается оно "по ходу", то его более горячая сторона окажется "сзади" (относительно направления его орбитального движения), и более интенсивное тепловое излучение с этой стороны будет "подталкивать" тело. Если вращается "против хода" - будет тормозиться. Естественно, возможна куча промежуточных случаев в зависимости от ориентации оси вращения к плоскости орбиты и направлению движения.
Эффект предсказан русским инженером Ярковским в конце XIX века, проверен наблюдениями сравнительно недавно, 20-30 лет назад. По словам Сурдина, данный эффект влияет на движение астероидов, играет роль в движении объектов размерами от метра до километров. Ограничение снизу - из требований неоднородности прогрева.

Так что если эффект аномального ускорения "Пионеров" действительно есть, то это ускорение - крайне малое - вероятно, может быть вызвано именно эффектом Ярковского.

Ключевая фраза в эффекте Ярковского : освещаемое Солнцем. На том расстоянии, на котором обнаружилось торможение, Солнце мало отличается по яркости от остальных звезд. Думаю, что эффект Ярковского, в какую бы сторону не вращались пионеры и вояджеры, можно принять равным нулю с точностью до пятисотого знака после запятой  

[GALIN]

The Pioneer Anomaly, a 30-Year-Old Cosmic Mystery, May Be Resolved At Last[/size]
What is the mystery force slowing down the Pioneer spacecraft? Do we finally know the answer?
By Natalie Wolchover
 

...

Five years have passed. Using the telemetry data, the two scientists created an extremely elaborate "finite element" 3-D computer model of each Pioneer spacecraft, in which the thermal properties of 100,000 positions on their surfaces are independently tracked for the duration of the 30-year mission. Everything there is to know about heat conduction across the spacecraft's surfaces, as well as the way that heat flow and temperature declined over time as the power of the generators lessened, they know. The results of the telemetry analysis? "The heat recoil force accounts for part of the acceleration," said Turyshev. They wouldn't tell me how significant a part. (Turyshev: "We'd like to publish that in the scientific literature.") But according to Toth, "You can take it to the bank that whatever remains of the anomaly after accounting for that thermal acceleration, it will at most be much less than the canonical value of 8.74 x 10-10 m/s2, and then, mind you, all those wonderful numerical coincidences people talk about are destroyed."
...

[ronatu]

Pioneer Anomaly Solved!
http://www.planetary.org/blog/article/00003459/





by Bruce Betts

With the latest piece of the puzzle just published in a scientific journal, a solar system mystery that has perplexed people for more than 20 years has been solved, truly thanks to the support of Planetary Society members. That mystery is the "Pioneer Anomaly," an anomalous acceleration that affected the two Pioneer spacecraft as they left the solar system.

Pioneers 10 and 11 were launched in the early 1970's. As they traveled away from the Sun, they slowed down. Most of this slowing was expected, a result of the gravitational pull of the Sun and other massive objects in the solar system. But even when everything in the solar system whose mass could have any effect on the Pioneers was accounted for, both spacecraft were found to be slowing more than expected. The excess slowing was very tiny, but measurable.

Over the course of the past two decades, all sorts of solutions have been proposed, some of which invoked exotic "new" physics. In the end, recovery of more data and years of painstaking work have shown that no such exotic solution is necessary, but rather that anisotropic (big word for not-symmetric-in-all-directions) thermal radiation (big words for heat) can explain the mystery. This solution had already been suggested, and examination of the problem over time had made it seem increasingly likely, but only careful analyses could check whether anisitropic radiation could explain the anomaly. The latest piece of this analysis appears in a new scientific article by Slava Turyshev and colleagues.

The only way to solve this mystery was to look at much more data than had previously been available. That is where Planetary Society members stepped in. A few years ago, Slava Turyshev and his colleagues at the Jet Propulsion Laboratory were in desperate need of funding to help them do just that. With funds supplied by our members, Turyshev successfully chased down data from a number of sources. This was not an easy (or quick) task. These missions lasted for more than 30 years. Imagine all the people, computing formats, and hardcopy and electronic storage devices involved over that period, and you'll start to get an idea of the problem.

As Slava mentioned to us before, "We recovered more data than we dared dream possible. Without the rescue of the Doppler data, we would have been blind, never able to claim the quantitative data we need to solve the anomaly. The recovery of Doppler and telemetry data and the entire effort in thermal analysis would not have happened without the Planetary Society."

After they recovered the data, they had decades of Doppler data to analyze. That told them the true nature of the acceleration – the anomaly -- and how it acted over time including that it varied, rather than staying constant. See this discussion for more details on their Doppler results as well as more background on the Pioneer Anomaly.

To really nail down whether a thermal explanation alone could explain the anomaly required detailed thermal modeling of the spacecraft, and that is the focus of the new paper. This also could not have been accomplished without the saving of data facilitated by Planetary Society members. That process turned up spacecraft schematics used to construct the model, but also turned up data on spacecraft temperatures during the mission. The latter allowed comparison of real temperatures in a few locations with the model.

Why was the thermal emission from the spacecraft anisotropic and slowing the spacecraft down? First of all, because the Pioneer spacecraft were spin-stabilized and almost always pointed their big dishes towards Earth. Second of all, because two sources of thermal radiation (heat) were then on the leading side of the spacecraft. The nuclear power sources, more formally Radioisotope Thermoelectric Generators (RTG), emitted heat towards the back side of the dishes. When the dishes reflected or re-radiated this heat, it went in the direction of travel of the spacecraft. Also, the warm electronics box for the spacecraft was on the leading side of the spacecraft, causing more heat to spill that direction. Photon pressure, the same type of thing used in solar sailing, then preferentially pushed against the direction of travel, causing a tiny, but measurable, deceleration of the spacecraft – the Pioneer Anomaly.

These results once emphasize three things to me: the power of more data, the power of careful scientific analysis, and the power of Planetary Society members getting involved at critical times. In addition to providing the solution to a long-term solar system mystery, the technical results of these studies will be useful for planning the details of future spacecraft navigation.

You can find the latest scientific paper, being published in Physical Review Letters, here: "Support for the thermal origin of the Pioneer anomaly" by Slava G. Turyshev, Viktor T. Toth, Gary Kinsella, Siu-Chun Lee, Shing M. Lok, and Jordan Ellis.

[ronatu]

«Пионеры» оказались оснащены космическими двигателями, не предусмотренными создателями

Легендарные «Пионеры» уже давно вызывают у научного сообщества тягостное недоумение своими траекториями: выйдя за пределы Солнечной системы, они всё больше отклонялись от той «тропинки», которая была задана им при отправке. Подозреваемыми по этому удивительному делу пробовали назвать уже и тёмную материю, и тёмную энергию, но недавняя работа группы американских исследователей под руководством Вячеслава Турищева показывает, что ларчик открывается совершенно не так: оказывается, конструкторы зондов, сами того не заметив, оснастили их двигателем, самопроизвольная работа которого и отклонила траектории «Пионеров» столь сильно.

Напомним: ранее та же исследовательская группа полагала, что причиной странной траектории стала неравномерная тепловая отдача «Пионеров». Однако выяснилось, что реальное отклонение превышает спрогнозированное по этой модели. И тогда начался поиск других «виноватых».

Согласно наблюдениям, после выхода за пределы орбиты Плутона «Пионеры» постепенно получили дополнительное ускорение по направлению к Солнцу (меньшее, чем ускорение свободного падения на поверхности Земли, примерно в 10 млрд раз). Оно превышало то, которое, по расчётам, могла вызвать гравитация нашей звезды или планет Солнечной системы. Явление настолько обеспокоило учёных, что даже получило специальное название — «аномалия "Пионера"».

Исследовательская группа г-на Турищева провела численное моделирование ускорения и выяснила, что со временем оно меняется (уменьшается) по экспоненте. Это отвергает возможность неравномерного теплового излучения как причины явления (неравномерность отдачи тепла в пространстве у «Пионеров» неизменна). Однако радиоизотопные источники энергии, обеспечивающие бортовые системы КА энергией, несут плутоний-238, распад которого со временем экспоненциально падает, так как по мере распада плутония его становится всё меньше. Вот только проблема в том, что моделирование снижения ускорения «Пионеров» показывает: оно упало наполовину за 27 лет, в то время как полураспад плутония-238 длится 88 лет.

В чём же дело? Учёные вновь взялись за моделирование — на сей раз систем, которые способны испускать в космос тепло, порождаемое радиоизотопными источниками питания. Каждый «Пионер» имеет научную аппаратуру, обращённую от Солнца, в направлении глубокого космоса. Её тепловое излучение оказалось несколько больше, чем на солнечной стороне аппарата, лишённой множества выступающих частей. В то же время радиоизотопные источники, смонтированные внутри КА, излучали относительно равномерно во все стороны и почти не имели прямого влияния на траекторию зондов.

По Турищеву, термопары в радиоизотопных термоэлектрических генераторах с годами стали хуже преобразовывать тепловую энергию распада в электрическую. По мере падения их КПД количество энергии, которая поступала к научной аппаратуре, смонтированной на нацеленной в глубокий космос части аппарата, всё уменьшалось и уменьшалось. Следовательно, падение ускорения превысило тот уровень уменьшения ускорения, который вытекал бы лишь из одного распада плутония.

По сути, «Пионеры» оказались оснащены новым двигателем, который не потребовал ни капли дополнительных затрат и при этом смог за пару десятилетий придать аппарату довольно значительное ускорение (и скорость).

Условно его можно назвать тепловым излучающим двигателем, чем-то вроде солнечного паруса наоборот. Бесспорно, при любой будущей отправке КА, нацеленного за пределы Солнечной системы (или даже просто на работу за транснептуновыми орбитами), этот фактор «бесплатного тормозящего двигателя» должен учитываться при планировании миссий, так как он может серьёзно повлиять на точность следования по заданному маршруту.

Немаловажно и то, что использование относительно мощных средств связи с Землёй, при котором также происходит значимое тепловыделение, тоже может оказаться фактором, заметно влияющим на этот раз на полезное для КА направленное за пределы Солнечной системы ускорение.

http://science.compulenta.ru/673811/
http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/apr/16/exotic-explanation-for-pioneer-anomaly-ruled-out

[BOSS]

цитата-По Турищеву, термопары в радиоизотопных термоэлектрических генераторах с годами стали хуже преобразовывать тепловую энергию распада в электрическую. По мере падения их КПД количество энергии, которая поступала к научной аппаратуре, смонтированной на нацеленной в глубокий космос части аппарата, всё уменьшалось и уменьшалось. Следовательно, падение ускорения превысило тот уровень уменьшения ускорения, который вытекал бы лишь из одного распада плутония.


-АГА, Турищев не знает устройства термопары.
(Платиновая проволока за 30 лет уменьшилась в диаметре в 2 раза и стала давать в 3 раза меньше Ампер

-Бред :!:

[KBOB]

цитата-По Турищеву, термопары в радиоизотопных термоэлектрических генераторах с годами стали хуже преобразовывать тепловую энергию распада в электрическую. По мере падения их КПД количество энергии, которая поступала к научной аппаратуре, смонтированной на нацеленной в глубокий космос части аппарата, всё уменьшалось и уменьшалось. Следовательно, падение ускорения превысило тот уровень уменьшения ускорения, который вытекал бы лишь из одного распада плутония.


-АГА, Турищев не знает устройства термопары.
(Платиновая проволока за 30 лет уменьшилась в диаметре в 2 раза и стала давать в 3 раза меньше Ампер

-Бред :!:

На Пионерах стояли SNAP-19 с термоэлектрическими преобразователями на PbTe/TAGS
TAGS это соединения состава (GeTe)85(AgSbTe2)15.

Платиновой проволоки в них не было.

Основной причиной деградации термоэлектрических преобразователей является возгонка материала горячего спая (T ~1000C) приводящая к ухудшению теплового контакта и электрофизических свойств материала.

[Иван57]

цитата-По Турищеву, термопары в радиоизотопных термоэлектрических генераторах с годами стали хуже преобразовывать тепловую энергию распада в электрическую. По мере падения их КПД количество энергии, которая поступала к научной аппаратуре, смонтированной на нацеленной в глубокий космос части аппарата, всё уменьшалось и уменьшалось. Следовательно, падение ускорения превысило тот уровень уменьшения ускорения, который вытекал бы лишь из одного распада плутония.


-АГА, Турищев не знает устройства термопары.
(Платиновая проволока за 30 лет уменьшилась в диаметре в 2 раза и стала давать в 3 раза меньше Ампер

-Бред :!:

На Пионерах стояли SNAP-19 с термоэлектрическими преобразователями на PbTe/TAGS
TAGS это соединения состава (GeTe)85(AgSbTe2)15.

Платиновой проволоки в них не было.

Основной причиной деградации термоэлектрических преобразователей является возгонка материала горячего спая (T ~1000C) приводящая к ухудшению теплового контакта и электрофизических свойств материала.

Хм... Если Турищев не ошибся, то будем считать, что первый фотонный звездолет земляне запустили.

[386DX]

Слишком уж очевидная причина такого ускорения, импульс от излучения радиоизотопного ТЭГ... об этом следовало бы подумать в первую очередь. Хотя судя по всему, они лишь уточнили ранее предложенную гипотезу (учли деградацию тепловых элементов и экспоненциальное затухание распада).

Однако же сомневаюсь, что это излучение действительно могло бы дать сколь-нибудь существенное ускорение.

[lll]

2 386DX
....There were also proposals that this anomaly was due, at least in part, to thewaste heat emitted by the spacecrafts' radioisotope thermoelectric generators (RTGs) [3], their electrical subsystems [4], or both [5], motivating a thorough investigation of the spacecraft systematics (for review, see [6]).
Our current investigation began with the recovery ofthe entire telemetry record  of both spacecraft, substantial project documentation, and additional Doppler data....
[3] J. I. Katz, Phys. Rev. Lett. 83, 1892 (1999), arXiv:grqc/
9809070.
http://arxiv.org/pdf/1204.2507v1.pdf

[lll]

статью
http://arxiv.org/pdf/1204.2507v1.pdf
 не читал, но осуждаю

[BradPit]

386DX писал(а):


"Слишком уж очевидная причина такого ускорения, импульс от излучения радиоизотопного ТЭГ... об этом следовало бы подумать в первую очередь. Хотя судя по всему, они лишь уточнили ранее предложенную гипотезу (учли деградацию тепловых элементов и экспоненциальное затухание распада).

Однако же сомневаюсь, что это излучение действительно могло бы дать сколь-нибудь существенное ускорение."




-А Вам не кажется странным-сотни аппаратов с таким же источником не имеют аномалии, а только 2-имеют, и то те, которые попытались вырваться из СС

[instml]

-А Вам не кажется странным-сотни аппаратов с таким же источником не имеют аномалии, а только 2-имеют, и то те, которые попытались вырваться из СС

Перечислите пожалуйста хотя бы первую сотню

[BradPit]

Перечислите пожалуйста хотя бы первую сотню

--Щас , я буду поднимать архивы...
Gooogle Вам в руки , коллега, и ищите поточное производство SNAP-19 и иже с ними. и на чем они стояли . Ну с сотней я может и загнул но на 20-ти точно...+ наши военные спутники ...

[instml]

--Щас , я буду поднимать архивы...

А чо бы и нет?

Ну с сотней я может и загнул

С сотнями. Загнули.

на 20-ти точно

Галилео
Кассини
Викинг-1
Викинг-2
Пионер-10
Пионер-11
Вояджер-1
Вояджер-2
Новые Горизонты
MSL
Улисс

Где еще девять?

+ наши военные спутники ...

Это на которых вобще ядерные реакторы стояли? Дык у них траектория даже не межпланетная. Как эффект должен был обнаружиться на их орбите (их атмосфера тормозила так что мало не покажется)?  

Как эффект должен был обнаружиться на аполлоновских алсепах, стоящих на Луне?  

[BradPit]

Я так и знал, что Вы приведете пример с торможением атмосферы :!:

Давайте гадать не будем, подождем 5 лет и посмотрим , Вояджеры как себя поведут, и тогда все будет ясно , ошибка в расчетах, либо чье-то рукотворное (или че там у них-лапотворное , так вернее) прикладство.

[november]

Опровергнута гипотеза о гравитационной природе аномалии «Пионеров»
 Submitted by leon on Sun, 20/12/2009 - 01:15


Лоренцо Иорио (Lorenzo Iorio) из Национального института ядерной физики (Италия) показал, что аномальное замедление космических аппаратов «Пионер» нельзя объяснить влиянием гравитационной силы, поскольку ее действие непременно отразилось бы на спутниках Нептуна и уже давно было бы зарегистрировано.



Аппараты «Пионер-10» и «Пионер-11» стали, напомним, одними из первых объектов искусственного происхождения, покинувших Солнечную систему. Оба зонда, как показали измерения, испытывают воздействие силы неизвестного происхождения, которая сообщает им ускорение а = (8,74 ± 1,33)•10-10 м/с2, направленное в сторону Солнца. Интерес к эффекту подогрел тот факт, что модуль ускорения приблизительно равен произведению скорости света на постоянную Хаббла; многие увидели в этом проявление неизвестных физических законов.

Одна из самых популярных гипотез связывает появление аномалии «Пионеров» с некоторыми изменениями традиционных законов гравитации. Очевидно, в этом случае параметры движения должны изменяться не только у космических аппаратов, а потому ученые уже неоднократно пытались обнаружить «странные» эффекты при анализе перемещения различных небесных тел, находящихся на границе Солнечной системы.

В своей работе г-н Иорио рассмотрел орбитальные характеристики трех спутников Нептуна: Тритона, Нереиды и Протея. Стоит заметить, что в начале текущего года Роберт Джейкобсон (Robert Jacobson) из Лаборатории реактивного движения (США) опубликовал в The Astronomical Journal уточненные данные об орбитах этих спутников.

Результаты и аналитических, и численных расчетов Лоренцо Иорио говорят о том, что действие силы, замедляющей движение «Пионеров», на спутники Нептуна вызвало бы такие изменения их орбит, которые, при условии их накопления в течение нескольких лет, были бы обязательно обнаружены специалистами.

Препринт статьи ученого можно скачать с сайта arXiv.

Подготовлено по материалам Technology Review и Компьюлента.ру.

 

 
Login or register to post comments 806 reads
Submitted by guryan on Thu, 16/02/2012 - 16:03.

 

Действительно, очень трудно догадаться, от чего Пионеры «испытывают воздействие силы неизвестного происхождения, которая сообщает им ускорение, направленное в сторону Солнца.» Вот если бы в сторону Луны, тогда бы понятно.., а вот в сторону Солнца – это загадка. А может все-таки на них действует солнечная гравитация? Она, конечно очень мала, но она есть и постоянно тянет их к себе. Она их затормозила и теперь начинает разгонять. Естественно, что вектор ускорения направлен на Солнце. А дальше будет так. Постепенно ускоряясь солнечным притяжением, зонды долетят до той зоны солнечной системы, где на них начнет действовать тормозящее действие солнечного ветра, то есть того потока  частиц и атомов водорода, которое начнет отклонять их траекторию в сторону. В какую именно, будет зависеть от положения, к этому моменту, планет солнечной системы. Но это в принципе и неважно. Важно то, что траектория зондов пройдет мимо Солнца. Но как только зонды поравняются с Солнцем, вступит в действие механизм гравитационного линзирования и зонды начнут двигаться вокруг него по раскручивающейся спирали. При этом их скорости начнут уменьшаться и действие гравитационного линзирования ослабнет, а потом и совсем исчезнет. В результате чего, зонды начнут удаляться от Солнца, подгоняемые солнечным ветром и тормозясь солнечной гравитацией. Все повторится сначала. В итоге они лягут на вытянутую эллиптическую орбиту, подобную орбите кометы Галлея. Хотите верьте, хотите – нет.

Login or register to post comments

[Дмитрий Виницкий]

Не верим. Особенно по прочтении:

 

А может все-таки на них действует солнечная гравитация? Она, конечно очень мала, но она есть и постоянно тянет их к себе. Она их затормозила и теперь начинает разгонять.

[november]

Ох, не говорите, Винни,  чтоб какой-то ульяновский  доцентишка заткнул за пояс американских разработчиков.Че-то слишком все просто, прям урок астрономии в 7 классе :!: