• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Anomalia sond Pioneer


    UWAGA: TA PODSTRONA MOŻE ZAWIERAĆ TREŚCI PRZEZNACZONE TYLKO DLA OSÓB PEŁNOLETNICH



    Przeczytaj także...
    Sygnał to abstrakcyjny model dowolnej mierzalnej wielkości zmieniającej się w czasie, generowanej przez zjawiska fizyczne lub systemy. Tak jak wszystkie zjawiska może być opisany za pomocą aparatu matematycznego, np. poprzez podanie pewnej funkcji zależnej od czasu. Mówimy, że sygnał niesie informację lub też umożliwia przepływ strumienia informacji.Mordechaj Milgrom (hebr.) מרדכי מילגרום (ur. 1946 w Jassach) – izraelski fizyk. Jest profesorem Instytutu Weizmana w zakładzie Fizyki Materii Skondensowanej.
    Radio – dziedzina techniki zajmująca się przekazywaniem informacji na odległość za pomocą fal elektromagnetycznych.
    Artystyczna wizja sondy Pioneer na krańcach Układu Słonecznego

    Anomalia sond Pioneer – obserwowane rozbieżności między przewidywanymi trajektoriami sond kosmicznych, a ich prawdziwym torem lotu. Efekt ten jest najbardziej wyraźny w przypadku sond Pioneer 10 i Pioneer 11. Spekulacje przestawiały całe spektrum możliwości, od błędnej konstrukcji pojazdów powodującej wyciek gazów, poprzez istnienie nieznanych efektów i zjawisk, aż do konieczności całkowitego przebudowania współczesnych teorii fizycznych.

    Telemetria – dziedzina telekomunikacji zajmująca się technikami przesyłu wartości pomiarowych na odległość. Polega ona zazwyczaj na umieszczaniu w terenie urządzeń, które dokonują pomiaru wybranej wielkości oraz automatycznego przesyłu danych drogą radiową lub telefoniczną do centrali. Do przesyłania wyników pomiarów używa się układów radiowych, modemów, Internetu oraz sieci telefonii komórkowej.Jowisz – piąta w kolejności oddalenia od Słońca i największa planeta Układu Słonecznego. Jego masa jest nieco mniejsza niż jedna tysięczna masy Słońca, a zarazem dwa i pół raza większa niż łączna masa wszystkich innych planet w Układzie Słonecznym. Wraz z Saturnem, Uranem i Neptunem tworzy grupę gazowych olbrzymów, nazywaną czasem również planetami jowiszowymi.

    Efekt ten zauważony został przy okazji analizy danych prędkości i położenia powstałych przez określenie przesunięcia dopplerowskiego sygnału radiowego wysyłanego przez sondy. Po uwzględnieniu wszystkich sił działających na pojazdy naukowcy odkryli istnienie małej nieznanej siły, powodującej przyspieszenie obu pojazdów w kierunku do Słońca o (8,74 ± 1,33) × 10 m/s.

    Tor ruchu (trajektoria) – w kinematyce krzywa zakreślana w przestrzeni przez poruszające się ciało. Jeżeli wypadkowa siła działająca na ciało wynosi 0, wówczas z I zasady dynamiki Newtona wynika, że ciało porusza się po torze prostoliniowym. Jeżeli na poruszające się ciało działa niezrównoważona siła, której kierunek nie jest styczny do toru ruchu, wówczas tor ruchu jest krzywoliniowy.Hel (He, łac. helium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 2, z grupy helowców (gazów szlachetnych) w układzie okresowym. Jest po wodorze drugim najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem chemicznym we wszechświecie, jednak na Ziemi występuje wyłącznie w śladowych ilościach (4×10% w górnych warstwach atmosfery).

    Dane uzyskane z sond Galileo i Ulysses wykazały podobną prawidłowość, aczkolwiek z wielu względów (bliskość Słońca, stabilizacja trójosiowa pojazdu) nie mogą być one uznane za wystarczająco wiarygodne, aby uwzględnić je w poszukiwaniach wyjaśnienia anomalii.

    Szczególność sond Pioneer 10 i 11, umożliwiająca dokładne badanie anomalii na podstawie danych telemetrycznych, polega na tym, że oba pojazdy podczas całego swojego lotu międzyplanetarnego, były stabilizowane obrotowo, co wykluczało zaburzenia trajektorii spowodowane odpalaniem silników manewrowych.

    Cassini-Huygens – misja bezzałogowej sondy kosmicznej przeznaczonej do wykonania badań Saturna, jego pierścieni, księżyców i magnetosfery. Jest ona wspólnym przedsięwzięciem trzech agencji kosmicznych: amerykańskiej NASA, europejskiej ESA i włoskiej ASI. Sonda została wystrzelona w październiku 1997 roku. W lipcu 2004 Cassini stał się pierwszym sztucznym satelitą Saturna, a odłączony od sondy próbnik Huygens w styczniu 2005 wylądował na powierzchni Tytana.Pioneer 10 – bezzałogowa sonda kosmiczna NASA, wyniesiona z przylądka Canaveral na Florydzie z zespołu startowego nr 36, 3 marca 1972 roku przy użyciu rakiety nośnej Atlas Centaur. Pierwszy próbnik badający Jowisza i pierwszy, który miał przebyć pas planetoid (wszedł w pas planetoid 15 lipca 1972). 3 grudnia 1973 roku przeleciała w odległości 130 354 km od Jowisza. Pioneer 10 przekazał na Ziemię 300 zdjęć planety, odkrył pasy radiacyjne i przekazał szczegóły na temat magnetosfery Jowisza. Sondę wykorzystano także do dokładniejszego wyznaczenia masy Jowisza i jego czterech księżyców galileuszowych. Pioneer 10 był pierwszą sondą, która przeleciała przez pas planetoid, udowadniając, że jest to bezpieczne. Wyniki badań magnetosfery Jowisza spowodowały przeprojektowanie sond Voyager 1 i 2, tak by pasy radiacyjne planety nie uszkodziły aparatury obu sond. Pioneer 10 stał się też pierwszą sondą, która osiągnęła prędkość ucieczki z Układu Słonecznego (tzw. trzecią prędkość kosmiczną).

    Rozpatrywano następujące możliwe wytłumaczenia anomalii:

  • błędy obserwacyjne
  • faktyczne wyhamowywanie pojazdów przez:
  • nieznane siły grawitacyjne (obiekty pasa Kuipera, ciemna materia)
  • tarcie pyłu międzyplanetarnego, wpływ promieniowania kosmicznego
  • wyciek gazów (np. helu powstałego w radioizotopowych generatorach termoelektrycznych pojazdów)
  • wpływ ciśnienia wiatru słonecznego, transmisji radiowych pojazdów, emisji ciepła z generatorów radioizotopowych
  • siły elektromagnetyczne
  • nieznane prawa fizyki
  • Sondy Pioneer 10 i 11 ze względu na wyczerpanie się zapasów paliwa izotopowego w generatorach nie dostarczają już nowych danych (Pioneer 11 od roku 1995, Pioneer 10 od 2003). Sonda Galileo została celowo skierowana i spalona w atmosferze Jowisza. Dane z innych sond, np. Cassini okazały się nieprzydatne.

    Promieniowanie kosmiczne – promieniowanie złożone, zarówno korpuskularne jak i elektromagnetyczne, docierające do Ziemi z otaczającej ją przestrzeni kosmicznej. Korpuskularna część promieniowania składa się głównie z protonów (90% cząstek), cząstek alfa (9%), elektronów (ok 1%) i nielicznych cięższych jąder. Promieniowanie docierające bezpośrednio z przestrzeni kosmicznej nazywamy promieniowaniem kosmicznym pierwotnym. Cząstki docierające do Ziemi w wyniku reakcji promieniowania kosmicznego pierwotnego z jądrami atomów gazów atmosferycznych, to promieniowanie wtórne.US Securities and Exchange Commission (SEC) – amerykańska komisja papierów wartościowych i giełd. Jest niezależną agencją państwową. Jej obowiązkiem jest sprawowanie nadzoru nad przestrzeganiem federalnego prawa obrotu papierami wartościowymi oraz regulowanie i kontrolowanie rynku papierów wartościowych w Stanach Zjednoczonych. Została powołana w 1934 roku w następstwie załamania na giełdzie w 1929 roku i trwającej wielkiej depresji. W skład komisji wchodzi pięciu członków wyznaczanych przez prezydenta Stanów Zjednoczonych , za zgodą senatu USA.

    Najprawdopodobniejszym wyjaśnieniem anomalii okazała się, po starannym zbadaniu archiwalnych danych i zbudowaniu modelu termicznego sondy, asymetryczna emisja ciepła z jej generatorów radioizotopowych i aparatury pokładowej. Pierwsze wyniki analizy archiwalnych danych opublikowane zostały w sierpniu 2011. Analizowane dane obejmowały okres 23,1 roku dla sondy Pioneer 10 i 10,75 roku dla Pioneer 11. Wyniki potwierdziły istnienie anomalii, obserwując oznaki jej malenia z czasem, w tempie około 2×10 m/s/rok. W roku 2012 opublikowane zostały wyniki pełnej analizy termicznej, pozwalającej wyliczyć siłę reakcji promieniowania działającą na sondę Pioneer 10 i porównać wyniki z danymi nawigacyjnymi. Uzyskane wyniki są zgodne z hipotezą, że źródłem anomalii jest siła reakcji promieniowania cieplnego emitowanego przez generatory radioizotopowe i przez korpus sondy.

    Sonda kosmiczna – bezzałogowy, prawie zawsze zautomatyzowany statek kosmiczny przeznaczony do prowadzenia badań naukowych w przestrzeni pozaziemskiej.Pas Kuipera, zwany też pasem Edgewortha-Kuipera – obszar Układu Słonecznego rozciągający się za orbitą Neptuna, od 30 do około 50 j.a. od Słońca. Jest podobny do pasa planetoid, ale o wiele większy: 20 razy szerszy i 20–200 razy bardziej masywny. Podobnie jak pas planetoid, zawiera wiele małych obiektów, będących pozostałościami po procesie formowania się Układu Słonecznego. Krążą w nim co najmniej trzy planety karłowate: Pluton, Haumea i Makemake. O ile pas planetoid składa się głównie z obiektów skalnych i metalowych, większość obiektów Pasa Kuipera jest zbudowanych z zestalonych prostych związków, takich jak metan, amoniak i woda.

    Przypisy[ | edytuj kod]

    1. Jia-Rui C. Cook: Study finds heat is source of 'Pioneer anomaly' (ang.). Phys.org, 2012-07-18. [dostęp 2012-07-18].
    2. Slava G. Turyshev, Viktor T. Toth, Jordan Ellis, Craig B. Markwardt. Support for temporally varying behavior of the Pioneer anomaly from the extended Pioneer 10 and 11 Doppler data sets. „Phys. Rev. Lett.”. 107, s. 081103, 19 sierpnia 2011. DOI: 10.1103/PhysRevLett.107.081103. arXiv:1107.2886 (ang.). 
    3. Slava G. Turyshev, Viktor T. Toth, Gary Kinsella, Siu-Chun Lee, Shing M. Lok, and Jordan Ellis. Support for the thermal origin of the Pioneer anomaly. „Phys. Rev. Lett.”. 108, s. 241101, 2012. DOI: 10.1103/PhysRevLett.108.241101. arXiv:1205.2507 (ang.). 

    Linki zewnętrzne[ | edytuj kod]

  • (przedruk) Indication, from Pioneer 10/11, Galileo, and Ulysses Data, of an Apparent Anomalous, Weak, Long-Range Acceleration, Anderson i współpracownicy, Phys. Rev. Lett. 81, 2858-2861 (1998) – oryginalna publikacja
  • (przedruk) Study of the anomalous acceleration of Pioneer 10 and 11, Anderson et al, Phys. Rev. D 65, 082004 (2002) – długie studium kilkuletniej debaty prowadzonej wśród naukowców, w którym autorzy przedstawiają brak zadowalającego wytłumaczenia anomalii
  • (przedruk) A Mission to Test the Pioneer Anomaly, Anderson i współpracownicy, Int.J.Mod.Phys. D11 (2002) 1545-1551
  • (przedruk) A Mission to Explore the Pioneer Anomaly, Anderson i współpracownicy. (2005)
  • Finding the origin of the Pioneer anomaly, Nieto & Turyshev (2004), Class. Quantum Grav. 21 4005-4023 – przedstawienie dedykowanej misji mającej wytłumaczyć anomalię (ograniczony dostęp)
  • (przedruk) Utilizing Minor Planets to Assess the Gravitational Field in the Outer Solar System, Page i współpracownicy, 2005
  • (audycja radiowa) „The Pioneer Anomaly: A Mystery in Deep Space”, Planetary Radio Show for September 5, 2005
  • Masreliez C. J., The Pioneer Anomaly – A cosmological explanation. (2005) Ap&SS, v. 299, no. 1, pp. 83-108
  • C News 2005: MOND (Mordechaj Milgrom) + SEC (Johan Masreliez).
  • "Opening New Doors", Seattle Times artykuł dla laików
  • (przedruk) Conventional Forces can Explain the Anomalous Acceleration of Pioneer 10, Scheffer, Phys.Rev. D67 (2003) 084021. Jeden z wielu argumentów za tym, że anomalia może zostać wytłumaczona bez naruszania obecnych zasad fizyki.
  • (przedruk) Using Early Data to Illuminate the Pioneer Anomaly, M. M. Nieto, J. D. Anderson (2005).
  • Scientific American, vol 293, #4, October 2005, 24-25.
  • Efekt Dopplera – zjawisko obserwowane dla fal, polegające na powstawaniu różnicy częstotliwości wysyłanej przez źródło fali oraz zarejestrowanej przez obserwatora, który porusza się względem źródła fali. Dla fal rozprzestrzeniających się w ośrodku, takich jak na przykład fale dźwiękowe, efekt zależy od prędkości obserwatora oraz źródła względem ośrodka, w którym te fale się rozchodzą. W przypadku fal propagujących się bez udziału ośrodka materialnego, jak na przykład światło w próżni (w ogólności fale elektromagnetyczne), znaczenie ma jedynie różnica prędkości źródła oraz obserwatora.Radioizotopowy generator termoelektryczny lub radioizotopowa bateria termoelektryczna (RTG, z ang. radioisotope thermoelectric generator) – generator prądu elektrycznego, w którym źródłem energii jest rozpad izotopu promieniotwórczego, a wydzielone w ten sposób ciepło zamieniane jest na energię elektryczną. Baterie tego typu są używane głównie jako źródła zasilania w satelitach, statkach kosmicznych i nienadzorowanych urządzeniach pracujących zdalnie (boje, latarnie morskie, ALSEP itp.).



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Galileo – amerykańska bezzałogowa sonda kosmiczna wystrzelona w 1989 roku przez agencję kosmiczną NASA w celu wykonania badań Jowisza, jego księżyców i pierścieni. W grudniu 1995 r. sonda stała się pierwszym sztucznym satelitą Jowisza oraz wprowadziła w jego atmosferę próbnik z aparaturą pomiarową. Galileo był pierwszą sondą, która zbliżyła się do planetoid. Podczas swej misji Galileo wykonał też obserwacje Wenus, Ziemi, Księżyca i komety Shoemaker-Levy 9.
    Wiatr słoneczny – strumień cząstek wypływających ze Słońca, składający się przede wszystkim z protonów i elektronów o dużej energii. Protony spokojnej fazy wiatru mają energię około 0,5 keV, zaś podczas rozbłysków rejestrowane są cząstki o energii do 1 GeV. Rozchodzą się one promieniście we wszystkich kierunkach. Badania sondy Ulysses wykazały, że w płaszczyźnie słonecznego równika prędkość wiatru jest średnio ponad dwukrotnie mniejsza, niż na szerokościach heliograficznych obszaru polarnego. Podczas szczytu aktywności słonecznej, gdy zanikają polarne dziury koronalne, prędkość wiatru emitowanego w kierunku bliskim osi obrotu Słońca zmniejsza się.
    Słońce (łac. Sol, Helius, gr. Ἥλιος Hḗlios) – gwiazda centralna Układu Słonecznego, wokół której krąży Ziemia, inne planety tego układu, planety karłowate oraz małe ciała Układu Słonecznego. Słońce to najjaśniejszy obiekt na niebie i główne źródło energii docierającej do Ziemi.
    Zasilacz izotopowy – generator energii elektrycznej wykorzystujący rozpad pierwiastków promieniotwórczych jako źródło energii. Zasilacz taki wykorzystuje samoistnie następujący rozpad radioizotopów.
    Ulysses – sonda kosmiczna NASA i ESA, przeznaczona do badania rejonów biegunowych Słońca, wyniesiona w kosmos na pokładzie promu kosmicznego Discovery w locie STS-41 w dniu 6 października 1990 roku. Wskutek działania silników rakietowych sondzie nadano prędkość 15,25 km/s (co czyniło ją wówczas pojazdem kosmicznym opuszczającym Ziemię z największą w historii startów uzyskaną prędkością; nową rekordzistką w 2006 została sonda New Horizons). W lutym 1992 roku sonda Ulysses przeleciała w pobliżu Jowisza. Był to już piąty przelot sondy kosmicznej w pobliżu tej największej planety Układu Słonecznego. To spotkanie zostało wykorzystane do zmiany trajektorii sondy przy pomocy asysty grawitacyjnej tak, że weszła ona na orbitę heliocentryczną prawie prostopadłą do płaszczyzny ekliptyki. Nad południowym biegunem Słońca Ulysses przelatywał od czerwca do listopada 1994 roku. Nad północnym biegunem znajdował się od czerwca do września 1995 roku.
    Pioneer 11 – bezzałogowa sonda kosmiczna NASA, wyniesiona z przylądka Canaveral na Florydzie 6 kwietnia 1973 roku przy użyciu rakiety nośnej Atlas Centaur. Jako druga sonda kosmiczna w historii przeleciała w pobliżu Jowisza w 1974 roku. W 1979 roku Pioneer 11 stał się pierwszym obiektem zbudowanym przez człowieka, który zbliżył się do Saturna, odkrywając złożoność jego pierścieni.
    DOI (ang. digital object identifier – cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego) – identyfikator dokumentu elektronicznego, który w odróżnieniu od identyfikatorów URL nie zależy od fizycznej lokalizacji dokumentu, lecz jest do niego na stałe przypisany.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.023 sek.