Το μυστήριο του διαστημικού σκάφους Pioneer μπορεί να οδηγηθεί στο περιθώριο

Πηγή: NewScientist, 15 Απριλίου 2008

Τι άραγε κάνει τα δύο διαστημικά σκάφη Pioneer της NASA μυστηριωδώς να ξεφεύγουν από την πορεία τους, προκαλώντας εμφανώς τους νόμους της φυσικής; Μια αυστηρή νέα ανάλυση προτείνει ότι η συνηθισμένη εκπομπή θερμότητας μπορεί εν μέρει, τουλάχιστον, να εξηγήσει τις παράξενες τροχιές των δύστροπων δορυφόρων.

Τα Pioneer 10 και 11 προωθήθηκαν στις αρχές της δεκαετίας του '70 και ερεύνησαν το εξωτερικό ηλιακό σύστημα. Αλλά το 1980, οι υπεύθυνοι επιστήμονες της αποστολής παρατήρησαν ότι τα διαστημικά σκάφη έχουν παρασυρθεί απροσδόκητα από την πορεία τους.

Και τα δύο διαστημική σκάφη είχαν πλησιάσει τον ήλιο λίγο περισσότερο από αυτό που περίμεναν οι επιστήμονες. Υπολογισμοί δείχνουν ότι από το ξεκίνημα τους έχουν παρασυρθεί από την πορεία τους εκατοντάδες χιλιάδες χιλιόμετρα.

Εξωτικές εξηγήσεις

Ανάμεσα στις εξηγήσεις που είχαν δοθεί για αυτήν την ανωμαλία των Pioneer ήταν τα τεχνικά προβλήματα με το λογισμικό που παρακολουθούσε το διαστημικό σκάφος,  καθώς επίσης και πιο εξωτικοί λόγοι, όπως για παράδειγμα ότι δεν κατανοούσαμε καλά την βαρύτητα.

Όμως σύμφωνα με τον Slava Turyshev της NASA το κύριο μέρος της ανωμαλίας, τουλάχιστον για το Pioneer 11, οφείλεται στις θερμικές επιδράσεις. Ο Turyshev περιέγραψε τα συμπεράσματά του σε μια συνεδρίαση της Αμερικανικής Ένωσης Φυσικής στο Σαιν Λούις του Μισούρι.

Για δύο χρόνια τώρα ο Turyshev και οι συνάδελφοί του ανέλυαν τα δεδομένα της τηλεμετρίας και της παρακολούθησης του διαστημικού σκάφους, για να αναδημιουργήσουν την αποστολή με τη πιο μεγάλη λεπτομέρεια που είχε γίνει ποτέ. Έχουν εξετάσει επίσης όλες τις παρατηρήσεις και έχουν μιλήσει με τους μηχανικούς της αποστολής. "Είναι σαν να κάναμε πλήρη ανίχνευση ενός εγκλήματος," λέει ο Turyshev.

Ανώμαλη θερμότητα

Ο πλούτος των στοιχείων τους επέτρεψε να κατασκευάσουν πολύ λεπτομερή μοντέλα του Πρωτοπόρου 11, συμπεριλαμβανομένου κι ενός θερμικού μοντέλου που επιδεικνύει πώς κατανέμεται η θερμότητα στο διαστημικό σκάφος. Το μοντέλο αυτό τους αποκάλυψε ότι ο Πρωτοπόρος 11 εκπέμπει θερμότητα σε ορισμένες κατευθύνσεις περισσότερο από κάποιες άλλες. Η ανώμαλη λοιπόν εκπομπή της θερμότητας είναι αρκετή για να ωθήσει το διαστημικό σκάφος μακριά από την κανονική του πορεία, αποτελώντας το 28% έως το 36% της ανωμαλίας που ανιχνεύθηκε, όταν ο Πρωτοπόρος 11 ήταν 3.750 εκατομμύρια χιλιόμετρα, ή 25 φορές την απόσταση γη-ήλιου, μακριά από μας.

Ο Turyshev υποψιάζεται ότι οι οπτικές ιδιότητες του εξωτερικού μέρους του διαστημικού σκάφους μπορεί να έχει αλλάξει κατά τη διάρκεια της αποστολής, μειώνοντας την ποιότητα του ενδεχομένως λόγω της σκόνης που χτυπά το σκάφος, καθώς και της υπεριώδους ακτινοβολίας από τον ήλιο.

Αυτό αναγκάζει το διαστημικό σκάφος να ακτινοβολήσει περισσότερη θερμότητα από το αναμενόμενο. Εντούτοις, δεν είναι σαφές ακόμα εάν αυτές οι αλλαγές στο εξωτερικό του διαστημικού σκάφους θα μπορούσαν να φταίνε εξ ολοκλήρου για την απροσδόκητη τροχιά του.

Η ομάδα του Turyshev προγραμματίζει τώρα να εξετάσει τη θεωρία της σκόνης και αναμένει να έχει αποτελέσματα σε πέντε μήνες.

Ο Slava Turyshev είναι ένας από τους λίγους επιστήμονες που παλεύουν υπολογιστικά με την ανωμαλία Pioneer κάθε μέρα επί 15 χρόνια τώρα. Δεν πληρώνεται για να εργαστεί ειδικά πάνω σε αυτό το πρόβλημα, έτσι πρέπει να το εξετάζει μαζί με την κανονική του έρευνα. Αυτή περιλαμβάνει παράξενες πτυχές της βαρύτητας και, το σημαντικότερο, ψάχνει για το αν οι θεωρίες που εξηγούν τη βαρύτητα μπορούν να ταιριάξουν με εκείνες που περιγράφουν τον αόρατο, υποατομικό κόσμο.

Τα στοιχεία από τα διαστημικά σκάφη Γαλιλαίος και Οδύσσεια προτείνουν ότι η ανωμαλία μπορεί να είχε επιπτώσεις και σε αυτά, επίσης. Αλλά κανένα σκάφος από αυτά δεν θα φτάσει αρκετά μακριά από τον ήλιο - την κυρίαρχη πηγή της βαρύτητας στο ηλιακό σύστημα - για να διακρίνουμε οποιαδήποτε πιθανή απόκλιση από το θόρυβο στα στοιχεία. Ο Γαλιλαίος δυστυχώς συντρίφθηκε πάνω στο Δία και ο Οδυσσέας δεν θα πάει ποτέ μακρύτερα από ότι βρίσκεται τώρα.

Το γεγονός αυτό μας αφήνει μόνο με δύο σκάφη, τους δύο Πρωτοπόρους, για να εξεταστεί το φαινόμενο. Ο Turyshev θεωρεί καταφανώς το ζευγάρι των Pioneer ως ένα δεδομένο σημείο, ώστε να μην αυξηθεί η πιθανότητα για μια παράξενη νέα φυσική.

Χάρτης της θέσης των δύο Πρωτοπόρων 10 και 11 και των δύο Ταξιδιώτης 1 και 2

Οι επιστήμονες μετά από πολλά χρόνια προσπάθειας επίλυσης του προβλήματος της κίνησης των δύο διαστημοπλοίων, είδαν ότι όντως υπάρχει ένα μυστήριο. Όμως πρόσφατα ανακάλυψαν μια δεύτερη «ανώμαλη» συμπεριφορά, αυτή τη φορά στην κίνηση άλλων πέντε διαστημοπλοίων.

Συγκεκριμένα, τα τελευταία χρόνια πέντε διαστημόπλοια, με προορισμό μακρινούς πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος, χρησιμοποίησαν το φαινόμενο της βαρυτικής σφεντόνας (έκαναν δηλαδή χρήση του βαρυτικού πεδίου της Γης για να φθάσουν στον προορισμό τους με τη μεγαλύτερη δυνατή οικονομία καυσίμων). Κατά τη διάρκεια αυτού του ελιγμού όμως τέσσερα από τα πέντε ακολούθησαν τροχιά που δεν συμφωνεί με αυτήν που είχαν υπολογίσει θεωρητικά οι μηχανικοί των πτήσεων. Κι άλλα από αυτά απομακρύνθηκαν από τη Γη με ταχύτητα μεγαλύτερη, ενώ άλλα με ταχύτητα μικρότερη της αναμενόμενης. Η διαφορά της ταχύτητας ήταν βέβαια μόνο μισό χιλιόμετρο την ώρα, όμως με τη μέθοδο που έγιναν οι μετρήσεις μπορούσαν να καταγραφούν ταχύτητες δέκα φορές μικρότερες. Έτσι το φαινόμενο, αν και μικρό, δεν επιδέχεται καμία αμφισβήτηση.

Έτσι, οι επιστήμονες αντιμετωπίζουν πλέον σοβαρά την πιθανότητα οι «ανωμαλίες» αυτές να οφείλονται σε νόμους της Φυσικής, που δεν είναι ως σήμερα γνωστοί. Έπειτα από επίμονες δοκιμές όλων των φυσικών μεγεθών που υπεισέρχονται στη διαδικασία της βαρυτικής 'σφεντόνας'  ή αλλαγής της κίνησης με τη βοήθεια του βαρυτικού πεδίου, προέκυψε ότι η «ανωμαλία» στην ταχύτητα απομάκρυνσης συσχετίζεται ακριβέστατα με τη γωνία που σχηματίζουν οι τροχιές προσέγγισης και απομάκρυνσης του διαστημοπλοίου με τον Ισημερινό της Γης.

Αυτό σημαίνει ότι το φαινόμενο συνδέεται είτε με τη διεύθυνση του άξονα περιστροφής της Γης, που είναι κάθετος στον Ισημερινό, είτε με την ίδια την ταχύτητα περιστροφής της Γης. Ένα παρόμοιο φαινόμενο προβλέπει η Γενική Θεωρία Σχετικότητας, σύμφωνα με την οποία ένα περιστρεφόμενο βαρύ σώμα «παρασύρει» μαζί του τον χώρο γύρω του, αλλά το μέγεθος του σχετικιστικού φαινομένου είναι πολλές τάξεις μεγέθους ασθενέστερο από αυτό που παρατηρήθηκε. Τι μπορεί να συμβαίνει άραγε; Υπάρχει κάποιο στοιχείο της γνωστής Φυσικής που έχουμε παραβλέψει, ή βρισκόμαστε άραγε μπροστά στην αρχή ενός νέου κεφαλαίου αυτής της επιστήμης;

Πηγή: Χ.Βάρβογλης