Телеметрические данные, поступающие с «Пионера-10», «Пионера-11» и «Галилео», а также данные наземной сети для наблюдения далекого космоса (Deep Space Network — DSN), принадлежащей Лаборатории реактивного движения НАСА (Пасадена, США), позволили коллективу американских специалистов (J.D.Anderson, Ph.F.Laing, E.L.Lau et al.) установить наличие аномального ускорения в движении этих космических аппаратов. Помимо обычного ускорения, вызванного притяжением Солнца и спадающего обратно пропорционально квадрату расстояния от него, в движении аппаратов выявляется слабое добавочное ускорение, постоянное по величине и направленное в сторону Солнца.
«Пионер-10» был запущен в марте 1972 г., вскоре последовал «Пионер-11». После прохождения Юпитера и Сатурна аппараты двигались по гиперболической орбите вблизи плоскости эклиптики. Хотя миссия «Пионера-10» официально закончилась в 1997 г., он продолжает передавать сообщения на Землю. Радиосообщения от «Пионера-11» перестали поступать в 1990 г.
Космические аппараты типа «Пионер» идеально подходят для изучения динамики астрономических объектов. Во-первых, они снабжены системой стабилизации собственного вращения; во-вторых, значительно удалены (в марте 1997 г. «Пионер-10» находился на расстоянии 67 а.е. от Солнца), и поэтому не требуют частого маневрирования с целью удержания правильной ориентации на Землю. Это позволяет проводить прецизионные доплеровские измерения и, в частности, определять ускорение аппарата с точностью 10–10см/с2 (по данным, усредняемым за пять дней).
Уже в 1980 г., когда «Пионер-10» находился на расстоянии 20 а.е. от Солнца, было отмечено систематическое несовпадение значений измеряемого ускорения аппарата и рассчитываемого по притяжению к Солнцу. Дополнительное ускорение направлено строго на Солнце и оценивается в 8•10–8см/с2 (для указанного расстояния гравитационное притяжение к Солнцу около 3.8•10–4см/с2). Последующие измерения подтверждали этот результат со все большей точностью. Самой большой неожиданностью оказалось постоянство добавочного ускорения: по мере удаления «Пионера-10» от 40 до 60 а.е. величина ускорения не менялась с точностью 2•10–8см/с2.
Как показали детальные расчеты, аномальное добавочное ускорение не может быть вызвано ни гравитационным воздействием пояса Койпера, ни галактическим притяжением, равно, как и рядом других, негравитационных факторов: утечкой газа из аппарата, давлением солнечного света или ветра и др. Все они дают вклад в ускорение по крайней мере на два-три порядка меньше.
Анализ движения «Галилео» дает близкое значение добавочного аномального ускорения (~10–7см/с2), однако для этого аппарата вклад в ускорение из-за давления солнечного света примерно такой же величины, а кроме того, велика неопределенность, связанная с частыми маневрами «Галилео».
Комментарии