Kép jóváírása: NASA
Az ökológiában az úttörő egy „faj, amely korábban kopár környezetben helyezkedett el”. Az emberek között az úttörők „ismeretlen vagy nem igénybe vett területen telepednek le”. Az asztrofilok közül a Pioneer volt az első erőfeszítésünk a Naprendszer szonda felmérésére. De úgy tűnik, hogy a NASA kettős úttörő erőfeszítései már kevésbé haladtak a csillagok felé a vártnál, és a kérdés a „Miért?”.
Amikor a NASA tervezi a küldetést, feltételezések készülnek a kézműves működési környezetéről. A NASA kezdetben némi mély aggodalmát fejezte ki amiatt, hogy a két Pioneer szondát az aszteroida övön továbbítja - elvégre mindezen nagyokat sok kicsi csatlakoztathatja!
Időközben a NASA-nak terveznie kell egy repülési útvonalat, hogy odahozza a járművet. Útvonal, kiküldetés hasznos teher és egyéb követelmények alapján elegendő tolóerőt kell biztosítani a szükséges emelés biztosításához. A tolóerőt befolyásoló nagy tényező a gravitáció - minél több van, annál több tolóerőre van szüksége.
Az egyik ötletes dolog a Pioneer 10 és 11 vonatkozásában az volt, hogy a NASA úgy döntött, hogy a párt kétoldalú kommunikációval látja el, amely érzékeny a doppler-váltásokra. A frekvenciaeltolódások alapján a NASA meg tudja határozni a kézműves sebességet a földi fogadóállomásokhoz viszonyítva. Ezen adatok felhasználásával a NASA beállíthatta a tolóerőket a szonda pálya finomhangolása céljaihoz. (Mindkét kézműves Jupiterrel repült, míg a Pioneer 11 átjutott a Saturn közelében.)
Mindaddig, amíg a szondák üzemanyaggal nem rendelkeztek, a misszióvezérlők beállíthatták a sebességet és a pályát. De ha az üzemanyag elfogyott, a pár csak a tehetetlenség és a pattanásos lendület alapján haladhatott előre egy Gas Giant által.
A két kézműves mozgásában inerciális repülés közben kezdtek megjelenni rendellenességek. A Doppler-eltolások váratlan lassulást mutattak az Uránusz pályáján kívül. Körülbelül 20 föld-nap távolságon (csillagászati egységek - AU) a NASA „kék eltolódást” látott a szonda átvitelében. A pár folytatta a „blues éneklését”, miközben később túllépte a Neptunusz 10 AU pályáját. Ma a szondák a Földtől a Holdig nagyobb távolságra elmaradtak a várható helyüktől…
A kék eltolás okának spekulációja bőséges. A Pioneer 10 és 11 magukat már régóta kizárják forrásként. A legtöbb gondolkodás a Nap felé mutató gravitációs vonzás váratlan növekedését idézi. Amikor a jeleket visszajuttatják a Földre, a vízi jármű elektromágneses sugarai tovább esnek a Naprendszer gravitációs kútjába, és ez a kút valahogy "meredekebb", mint az egyszer gondoltam. Manapság a pár nem fekszik túl messzire a várt várakozáson.
A kérdés a következő: „Mi okozza a szondákat befolyásoló váratlan növekedést?”. Az egyik válasz a „sötét anyagban” rejlik. Furcsa módon egy másik rejlik a „sötét energiában” - az univerzum gravitációjának ellentétes erőén. A harmadik a „húr elmélet” területén található (két helyi „ló” - amelyek megfelelnek a helyi n-dimenziós „tektonikus lemezeknek - kereszteződhetnek a rendszerünkben). Az egyik elmélet a „hátsó gravitációs húzáshoz” kapcsolódik (a Naprendszer másik oldalán az egyes szondákkal szemben). Lehetséges az is, hogy a pár „napi négyszögletű pillanatokkal” rendelkezik, vagy váratlan anyag lelassítja az Uránuszon kívüli Kuiper övben.
De amikor az elkövetõket válogatjuk, általában átvehetjük Louie inspektor tanácsát a Casablanca filmbõl: „Összegyûjtsük a szokásos gyanúsítottat”.
Mindkét szonda jelenleg több mint 70 AU távol van a Naptól - de még mindig a Naprendszer Kuiper-övében található. Lassítási mintázatuk szerint a rendellenesség forrása széles körben elterjedt és állandó. A 2005. március 15-i „Úttörő anomália: Gravitációs húzás a Kuiper-öv miatt” című cikkben. Jose A. Diego és a Mexikói Nemzeti Autonóm Egyetem Csillagászati Intézetének más kutatói azt írják: „… nem kell az univerzum összes sötét erejét kihívni az elején, próbáld meg először ezt a jelenséget magyarázni helyi, mindennapi élettel fizika, és ha ez nem elég, akkor használjon nehézgépeket. ”
És a mindennapi fizika? Természetesen miért a Kuiperi öv! De nem pontosan ugyanaz a régi Kuiper-öv. Jose és munkatársai számára a Kuiper-öv most körülbelül 10 AU-val kezdődik a Nap felé - éppen az Uránusz pályán kívül -, és vastagsága 1 AU. A csapat Kuiper-öve szinte kétszeresére nőtt a tömeghez képest, mint az eredetileg javasolt. Ezen túlmenően ez a tömeg az Uránusz pályája felé van torzítva. A tömeg növekedése abból fakad, hogy az eredeti becslések a Kuiper-öv teljes tömegére kis részecskeméreteken alapultak. Ha nagyobb méretű jégkristályokat tartalmaz - a gázokkal együtt -, a csoport úgy véli, hogy elegendő tömeg számolható el annak magyarázata érdekében, hogy a szonda miért lassult le és a hordozójelek eltolódtak.
A csapat folytatja: „… fontos rámutatni, hogy az öv a Neptunusz pályáját is befolyásolja…”. A Kuiperi övben a tömeg növekedése gyakorlatilag a Neptunust spirálhoz vezetné, kissé közelebb a Naphoz. A csapat becslései szerint a bolygó tömegközéppontja 1,62 kilométert eltolódik minden 164,8 terrénéves teljes forradalommal.
"A Pioneer űrhajók által a Nap felé forduló állandó gyorsulás megmagyarázásához szükséges tömeg sugárirányú sűrűség-eloszlása a Naprendszer kialakulásának modelleivel magyarázható." írja a csapat. Az Uránusz pályája körül a tömeg nagyobb koncentrációjának magyarázata céljából leírják az anyag továbbadását az Uránusz pályája felé az idő múlásával.
A váratlan lassulás másik lehetséges forrása a kézműves vontatás, amelyet a hevederben folyamatosan fellépő részecskeáram okoz. Ebben a forgatókönyvben a Kuiperi övnek több lényege lenne, mint az eredetileg gondoltak, de az anyag egyenletesen oszlik el (az egyes szonda lendületében látható állandó veszteség figyelembevétele érdekében).
Bármi legyen is a szonda lassulásának végső forrása, nem kell attól tartani, hogy - mint ahogyan a három legkorábbi elődeje is - a pár fordított irányba fordul és felégszik bármilyen légkörben a közelben. Ennek a két úttörőnek továbbra is az a célja, hogy „ismeretlen vagy be nem tartott területeken telepedjen le”, mint az emberiség első csillagjainak küldötte.
Jeff Barbour írta
