Попытки объяснить "гравитационную аномалию", выявленную в движении самых удаленных искусственных небесных тел, приводят к необходимости глубокого пересмотра принципов небесной механики.

Группе ученых из лаборатории реактивного движения (JPL) в Пасадене, Калифорния, и Лос-Аламосской национальной лаборатории под руководством Джона Д. Андерсона (John D. Anderson) удалось показать, что аномалии в движении космических аппаратов могут иметь серьезные последствия для классической механики. Начиная с 1970-х годов в выборе трасс для космических аппаратов широко используются так называемые "пертурбационные маневры" в гравитационном поле массивных планет, позволяющие придать аппаратам дополнительный импульс и тем самым существенно сократить сроки полета и увеличить массу аппарата.

Впервые подобный класс маневров был использован в ходе так называемых "Больших Туров", когда исследовательские зонды "Пионер-10" и "Пионер-11", а также "Вояджер-1" и "Вояджер-2" получали дополнительный импульс при прохождении вблизи самых массивных планет Солнечной системы - Юпитера и Сатурна.

Это позволило им развить скорость, достаточную для того, чтобы покинуть Солнечную систему. В последние годы гравитационные маневры использовались, в частности, зондом "Кассини".

Использование гравитационных маневров в поле массивных планет оказалось успешным и позволило впервые в истории человечества не только провести обследование планет-гигантов, но и отправить аппараты за пределы Солнечной системы вообще. Вместе с тем, в движении зондов очень скоро стали наблюдаться загадочные аномалии.

Выяснилось, что зонды теряют скорость заметно быстрее, чем следовало из уравнений небесной механики, справедливость которых признается и классической, и релятивистской физиками. Аномальное поведение можно интерпретировать как направленное к Солнцу ускорение, действующее на зонды.

Впервые действие этого необъяснимого эффекта было обнаружено в движении наиболее удалившегося от Земли зондов "Пионер-10" и "Пионер-11". Расчеты показывают, что это ускорение составляет 8,74 +/-1,33х10-8 см/с2. Его же можно интерпретировать и как ускорение времени.

Неоднократные попытки объяснить странный эффект особенностями конструкции самих аппаратов - например, истечением газов - не увенчались успехом. Высказывалось предположение, что наблюдаемые аномалии связаны с систематической ошибкой, однако доказать это никому не удалось. Более того, последние исследования показывают, что данный эффект в большей или меньшей степени характерен не только для "Пионеров" и "Вояджеров", но и для других космических аппаратов, совершающих гравитационные маневры в поле планет. Возможно, наблюдаемые расхождения с теорией вызваны гравитационным воздействием вещества, которое до сих пор не удавалось обнаружить иными способами и условно обозначаемого как "темная материя". Возможно, потребуется коренная ревизия постулатов небесной механики.

Группе д-ра Андерсена удалось показать, что гравитационная аномалия "Пионеров" связана именно с пертурбационным маневром, совершенным аппаратами. Более того - выяснлось, что как минимум три аппарата, совершивших гравитационный маневр в поле Земли, несколько изменили свою энергию в геоцентрической системе при прохождении вблизи Земли, чего, согласно основам механики, быть не может в принципе. Это относится к зондам Galileo-I, NEAR, Rosetta, а также, вероятно, зондам Cassini и Messenger.

По мнению авторов исследования, новые результаты позволяют говорить о возможности наличия слабых и до сих пор не описанных эффектов при передаче энергии в ходе гравитационного взаимодействия двух тел. И если это действительно так, "гравитационная аномалия Пионеров" способна неожиданно поставить под удар казалось бы незыблемые устои классической механики.

По материалам http://www.cnews.ru/news/to/index.shtml?2006/08/18/208848_1

А прав ли Hьютон?

Аномалия "Пионеров" - это самый крупномасштабный эксперимент по проверке закона всемирного тяготения

Вячеслав Турышев, ведущий научный сотрудник лаборатории реактивного движения NASA в Пасадене, первооткрыватель аномалии "Пионеров" - небольшого, пока необъясненного отклонения американских межпланетных станций от расчетных орбит. Группа Вячеслава Турышева смогла почти полностью расшифровать архивы NASA, относящиеся к полету "Пионеров", стартовавших 35 лет назад.

- Как была обнаружена аномалия "Пионеров"?

- Запущенные в 1972-73 годах станции "Пионер-10" и "Пионер-11" первыми в истории пересекли пояс астероидов, достигли Юпитера и Сатурна и вышли на межзвездные траектории, ведущие прочь от Солнечной системы. Связь с ними поддерживалась более 30 лет, пока хватало энергии бортовых радиоизотопных батарей. Когда "Пионеры" уже были за орбитой Плутона, анализ получаемых от них сигналов показал, что скорости их движения отличаются от расчетных.

Аппараты испытывали едва заметное аномальное торможение, которое до сих пор не удается объяснить.

Раньше мы располагали данными только за 11 лет полета, а теперь - за 30 с лишним

- А что уже удалось выяснить?

- Мы все еще продолжаем уточнять результаты, хотя первая наша публикация была в 1998 году. Hа сегодня учтено более 150 факторов, влияющих на движение "Пионеров": притяжение Солнца и планет, давление света и солнечный ветер, испарение топлива из двигателей и даже отдача от радиосигнала, передаваемого на Землю. Hо все эти эффекты зависят от времени и местоположения аппарата - к примеру, притяжение Солнца слабеет с удалением, а вот величина аномалии остается постоянной. В районе Плутона аномальное торможение аппаратов было всего в тысячу раз меньше притяжения Солнца. Этим уже нельзя пренебречь.

- Значит, на аппараты действует какая-то неизвестная сила?

- Если аномалию не удастся объяснить известными явлениями, то, быть может, нам придется что-то уточнять в наших знаниях о физике. Hапример, некоторые современные модификации теории гравитации предсказывают подобный эффект. По сути, "Пионеры" - это самый крупномасштабный эксперимент по проверке закона всемирного тяготения. И на сегодня мы не смогли его подтвердить. Hо, прежде чем делать громкое заявление о том, что мы имеем дело с новой физикой, надо тысячу раз все проверить.

- И много ли вам еще предстоит проверять?

- Пожалуй, самое сложное - это рассчитать силу отдачи от собственного инфракрасного излучения аппарата. Для этого мы по чертежам строим компьютерную тепловую модель аппарата и определяем излучение всех его узлов.

Кроме того, в прошлом году мы завершили огромную работу - очистили от пыли и прочитали все старые носители с информацией о полете. Ведь "Пионеры" еще на перфокартах запускали! С тех пор и стандарты неоднократно менялись, да и многие разработчики уже умерли. Это была настоящая компьютерная археология.

Раньше мы располагали данными только за 11 лет полета, а теперь - за 30 с лишним. Все данные теперь - это 40 гигабайт детальной информации.

-- А вы сами верите в то, что аномалия "Пионеров" заставит скорректировать современную теорию гравитации?

- Hаходясь так близко к анализу данных, я не могу себе позволить подобные спекуляции. Единственное, к чему я стремлюсь, - это чтобы анализ был объективен и полностью открыт. Интуитивно я ожидаю, что тепловое излучение аппаратов объяснит часть аномалии, но вот какую часть, я пока не знаю.

По материалам htt://friday.vedomosti.ru/article.shtml?2008/01/11/11451