вторник, 17 апреля 2012 г.

«Пионеры» оказались оснащены космическими двигателями, не предусмотренными создателями

«Пионеры» оказались оснащены космическими двигателями, не предусмотренными создателямиЛегендарные «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.

Подготовлено по материалам Physicsworld.Com.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Космос":

Canon EOS 60Da: зеркальная камера для астрофотографии
Компания Canon представила сегодня зеркальный фотоаппарат со сменной оптикой EOS 60Da (модификация EOS 60D), приходящий на смену модели EOS 20Da. Новинка ориентирована на... любителей астрофотографии. Она оснащена модифицированным инфракрасным фильтром и сенсором с низким уровнем шума. Чувствительность к излучению с длиной волны 656,3 нм (линия Hα серии Бальмера спектра излучения водорода) повыш...
  (читать дальше)

Наконец-то Земля увидела полярное сияние Урана
Космический телескоп «Хаббл» впервые сфотографировал полярное сияние на Уране. Уран, седьмая планета от Солнца, — мир весьма и весьма странный. В далёком прошлом что-то опрокинуло ледяного гиганта набок, и сегодня его северный полюс находится там, где у нормальных небесных тел — экватор. И полярное сияние — крошечные белые точки на представленном ниже изображении — ещё раз дало повод удивиться. ...
  (читать дальше)

Галактика MACS1149-JD1 может оказаться самой древней и удалённой из всех наблюдаемых во Вселенной
Группа американских астрономов, основываясь на данных космических телескопов «Хаббл» и «Спитцер», заявила о предположительном обнаружении самой далёкой и древней из всех когда-либо наблюдавшихся галактик. Её красное смещение необычайно велико, а само открытие стало возможно лишь благодаря гравитационному линзированию. Обычно галактики, возраст которых превышает 13 млрд лет, недоступны нашим теле...
  (читать дальше)

Как зарегистрировать гравитационные волны?
Альберт Эйнштейн считал, что гравитационные волны существуют, но полагал, что их никогда не удастся зарегистрировать. Англо-германская группа, работающая по проекту GEO600, намерена доказать первое утверждение и опровергнуть второе. В окрестностях Зарштедта, что близ Ганновера (ФРГ), расположено нечто, что вы никогда не назвали бы гравитационным телескопом. Гравитационные волны поверяются здесь ...
  (читать дальше)

В Каракоруме обнаружены растущие ледники
Большинство ледников тают довольно быстро, но на краю Тибетского нагорья обнаружено несколько «белых ворон», которые за последние годы, напротив, подросли. Неплохая затравка для долгосрочного международного исследования 25 тибетских ледников (да, слабая выборка из 46 тыс. ледников, снабжающих водой около 1,4 млрд обитателей центральной и южной Азии, но даже это большой шаг вперёд). На основе п...
  (читать дальше)

Маркус Перссон работает над игрой 0x10c
Следующей работой независимой шведской студии Mojang, которую возглавляет Маркус Перссон (Markus Persson), станет космическая игра 0x10c. Недавно Маркус пообещал выпустить некую «виртуальную космическую песочницу». Ею и станет игра 0x10c, разрабатываемая для ПК. Дата релиза пока не называется. События развернутся в мире с альтернативной историей. Человечество изобрело камеры глубокого сна, кот...
  (читать дальше)

«Хаббл» сфотографировал спиральную галактику в созвездии Гидра
На этом снимке, полученном космическим телескопом «Хаббл», изображена NGC 4980 — спиральная галактика в южном созвездии Гидра. Она выглядит немного деформированной, что зачастую указывает на недавнее приливное взаимодействие с другой галактикой. Впрочем, в данном случае это, скорее всего, не так, ибо поблизости нет ни одной галактики. Фотография сделана по программе исследований балджей — ярких ...
  (читать дальше)

На Марсе «обнаружен» монолит инопланетян
Любители покопаться в фотографиях НАСА разглядели на поверхности Марса загадочный объект, который выглядел как идеальный прямоугольный параллелепипед и имел поразительное сходство с монолитами из фильма «2001 год: Космическая одиссея». Снимок был сделан камерой HiRISE космического аппарата Mars Reconnaissance Orbiter. По словам Джонатона Хилла из Университета штата Аризона (США), через руки кото...
  (читать дальше)

Инфракрасный телескоп WISE неожиданно собрал данные по 200 источникам релятивистских струй
Новый метод обнаружения релятивистских струй, разработанный американскими астрономами, позволит использовать инфракрасные телескопы, такие как WISE, для поиска блазаров (лацертид) и их необычных проявлений. Уже сейчас с его помощью выявлено почти 200 источников релятивистских струй, около 1 000 — на очереди. Блазары, мощные источники электромагнитного излучения в ядрах некоторых эллиптических га...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)