이미지 크레디트 : NASA
생태학의 선구자는“이전에 불모의 환경에서 스스로를 확립하는 종”입니다. 인류 가운데서 개척자들은“알 수 없거나 알려지지 않은 영토에 정착”합니다. 천체 환자 중에서 파이오니어는 태양계를 조사하기위한 첫 번째 노력이었습니다. 그러나 NASA의 개척자 노력은 이제 예상보다 별을 향한 진전이 덜한 것으로 보이며 문제는“왜?”입니다.
NASA가 설계 할 때 선박의 운영 환경에 대한 미션 가정이 이루어집니다. 처음에 NASA는 소행성 벨트를 통해 두 개의 파이오니어 프로브를 보내는 것에 대해 깊은 우려를 가지고있었습니다. 결국, 모든 큰 것들은 많은 작은 것들로 연결될 수있었습니다!
한편 NASA는 우주선이 어디로 향하는 지 비행 경로를 계획해야합니다. 경로, 미션 페이로드 및 기타 요구 사항에 따라 필요한 리프트를 제공 할 수있는 충분한 추력이 제공되어야합니다. 추력에 영향을 미치는 가장 큰 요인은 중력입니다. 많을수록 추력이 더 많이 필요합니다.
파이오니어 10과 11의 독창적 인 것 중 하나는 NASA의 선택으로 도플러 이동에 민감한 양방향 통신을 장비에 장착하는 것이 었습니다. 주파수 편이를 기반으로 NASA는 지구의 수신 국에 대한 선박 속도를 결정할 수 있습니다. NASA는이 데이터를 사용하여 프로브 궤적을 목표에 맞게 미세 조정하도록 스러 스터를 조정할 수 있습니다. 파이오니어 11 호가 토성 근처를 지나가는 동안 목성 모두 공예품을 날았습니다.
탐침에 연료가있는 한 임무 컨트롤러는 속도와 궤도를 조정할 수 있습니다. 그러나 일단 연료가 부족하면 가스 자이언트가 제공 한 관성 및 새총 운동량에 기초하여 발전 할 수있었습니다.
관성 비행 중에 두 선박의 움직임에 이상이 나타나기 시작했다. 도플러 편이 천왕성의 궤도 바깥에서 예상치 못한 감속이 나타났습니다. 약 20 개의 지구-태양 거리 (천문 단위 – AU)에서 NASA는 프로브 전송에서 "파란색 이동"을 확인하기 시작했습니다. 이 쌍은 해왕성의 궤도 10AU를 넘어서면서“청색을 부르고”계속했다. 오늘날 탐사선은 지구와 달 사이의 거리만큼 예상 위치에 미치지 못했습니다.
청색 이동의 원인에 대한 추측이 풍부합니다. 파이오니어 10 & 11 자체는 오랫동안 소스로 배제되었습니다. 대부분의 사고는 태양에 대한 예상치 못한 중력 증가를 인용합니다. 신호를 지구로 다시 전송할 때 우주선의 전자기 빔은 태양계의 중력에 더 잘 들어가고, 생각했던 것보다 어쨌든“타격”입니다. 오늘은 예상대로 아웃 바운드 여정에서 그리 멀지 않습니다.
문제는 "프로브에 영향을 미치는 예상치 못한 중력 증가의 원인은 무엇입니까?"입니다. 한 가지 대답은“암흑 물질”에 있습니다. 이상하게도, 또 다른 것은 우주의 중력에 반대하는 힘인 "암흑 에너지"에 있습니다. 세 번째는 "현상 이론"영역에 있습니다 (로컬 n 차원 "테크닉 플레이트"에 해당하는 두 개의 로컬 "브랜치"– 시스템에서 교차 할 수 있음). 하나의 이론은 "역 중력 풀 (back-gravitational pull)"(각 프로브의 반대쪽에있는 태양계 반대편)에 관한 것입니다. 또한 쌍이 "태양의 사중 극성 모멘트"를 가지고 있거나 천왕성 외부의 카이퍼 벨트에 예기치 않은 재료로 인해 느려질 수 있습니다.
그러나 가해자를 분류 할 때는 보통 카사 블랑카 영화에서 루이 경감의 조언을받을 수 있습니다.
두 프로브는 이제 태양으로부터 70AU 이상 떨어져 있지만 태양계의 카이퍼 벨트 안에 있습니다. 그들의 감속 패턴은 변칙의 원인이 널리 퍼져 있고 일정하다는 것을 암시합니다. 2005 년 3 월 15 일자 논문에서“Pioneer anomaly : Kuiper 벨트로 인한 중력 견인”이라는 제목의 논문. 멕시코 국립 자치 대학교 천문학 연구소의 Jose A. Diego와 다른 연구자들은 다음과 같이 썼다. 물리학이고 이것이 충분하지 않으면 중장비를 사용하십시오.”
그리고 매일 물리학? 물론 Kuiper Belt가 필요한 이유! 그러나 정확히 같은 구 카이퍼 벨트는 아닙니다. Jose 등의 경우, Kuiper Belt는 이제 천왕성의 궤도 바깥에서 태양에 더 가까운 10AU에서 시작하여 두께가 1 AU입니다. 팀의 카이퍼 벨트는 원래 제안 된 것보다 10 배도 안되는 지구보다 거의 두 배나 큰 질량을 얻었습니다. 또한 질량은 천왕성의 궤도를 향해 편향되어 있습니다. 질량의 증가는 전체 Kuiper Belt 질량의 원래 추정치가 작은 입자 크기를 기반으로한다는 사실에서 발생합니다. 그룹은 구성에 가스와 함께 더 큰 크기의 얼음을 포함시킴으로써 프로브의 속도가 느려지고 반송파 신호가 이동 한 이유를 설명 할 수있는 충분한 질량을 설명 할 수 있다고 생각합니다.
팀은 다음과 같이 말합니다.“벨트가 넵튠의 궤도에 영향을 미칠 것임을 지적하는 것이 중요합니다…” 효과적으로 Kuiper Belt 내에서 질량이 증가하면 해왕성이 태양에 약간 더 가까워지게됩니다. 연구팀은 지구의 질량 중심이 164.8 테라 년마다 완전히 회전 할 때 1.62km 이동한다고 추정했다.
파이오니어 우주선이 측정 한 태양을 향한 일정한 가속을 설명하는 데 필요한 질량의 반지름 밀도 분포는 태양계 형성 모델로 설명 할 수 있습니다.” 팀을 씁니다. 천왕성의 궤도 주위에 더 많은 질량의 집중을 설명하기 위해 그들은 시간이 지남에 따라 천왕성의 궤도를 향한“물질의 내적 운송”을 묘사합니다.
예상치 못한 둔화의 또 다른 잠재적 원인은 벨트 내에서 입자의 꾸준한 흐름으로 인한 고속선의 항력입니다. 이 시나리오에서, Kuiper Belt는 원래 생각했던 것보다 더 중요하지만 그 재료는 (각 프로브의 운동량에서 나타나는 지속적인 손실을 고려하여) 균등하게 분배됩니다.
프로브 감속의 궁극적 인 원인이 무엇이든, 가장 앞선 세 개와 같이 쌍이 코스를 뒤집고 우리 주변의 어떤 분위기에서도 타 버릴 염려가 없습니다. 이 두 파이오니아들은 여전히 인류의 별에 대한 최초의 사절로서“알 수 없거나 알려지지 않은 영토에 정착”할 운명입니다.
Jeff Barbour 작성
