Аномалия «Пионеров» может иметь тепловую природу
Группа физиков из Института плазмы и ядерного синтеза и Университета Порту (оба — Португалия) разработала модель, в которой аномалия «Пионеров» объясняется воздействием собственного теплового излучения аппаратов.
«Пионер-10» (иллюстрация НАСА / JPL). |
«
Неожиданный эффект заинтересовал теоретиков, выдвинувших самые разные варианты его объяснения. Все их можно разделить на две группы: в первую попадут «прозаические» объяснения, а во вторую — схемы, основанные на некоей новой физике. Интерес к экзотическим гипотезам подогревается тем, что модуль ускорения приблизительно равен произведению скорости света на постоянную Хаббла.
Вариант, предложенный португальскими учёными, относится, разумеется, к первой группе. Стоит заметить, что попытки объяснить аномалию влиянием теплового излучения «Пионеров» уже предпринимались, и рассчитанное в рамках этой гипотезы «аномальное» ускорение составляло 33–67% от нужного значения. Одна из последних
Теперь португальцы — авторы статьи в Space Science Reviews — усложнили свою модель, выполнив боле детальный расчёт отражения излучения. Новая версия теоретического описания аномалии базируется на известном методе подсветки поверхностей, который используется в компьютерной графике и был разработан в семидесятых годах прошлого века сотрудником
Общая схема моделирования в случае «Пионера» довольно проста: сначала учёные задают распределение источников излучения и оценивают силу, приложенную к испускающим поверхностям. После этого определяются поверхности, на которые излучение падает, и рассчитываются воздействующие на них силы. Затем физики восстанавливают картину отражённого излучения и проводят все необходимые вычисления уже для него, повторяя эту процедуру столько раз, сколько потребуется.
Геометрическая модель «Пионера». На виде сбоку показано расположение радиоизотопного генератора и приборного отсека относительно антенны. Размеры проставлены в миллиметрах. (Иллюстрация авторов работы.) |
В геометрической модели «Пионера» мелкие детали и некоторые особенности поверхностей зонда не учитываются, но основные его элементы (параболическая антенна, расположенный за ней отсек для приборов и оборудования и два
Основными источниками теплового излучения служат, как нетрудно догадаться, радиоизотопные генераторы и приборный отсек, где находятся потребители электроэнергии. Генератор легко моделируется двумя ламбертовскими (подчиняющимися
Ламбертовские излучатели на основаниях радиоизотопных генераторов и боковых стенках приборного отсека (иллюстрация авторов работы.) |
Временнóе изменение теплового ускорения «Пионеров», которое определяется периодом полураспада плутония в радиоизотопных генераторах, равным 87,74 года, и некоторыми менее очевидными факторами, авторы оценивали по классическому
Как выяснилось, через 8 лет после старта «Пионеров» (то есть в начале восьмидесятых) тепловое ускорение должно было составлять (8,9 ± 2,0)•10–10 м/с2; это значение практически не отличается от расчётного постоянного ускорения. Через 17 лет после запуска смоделированная термальная составляющая упала до (7,1 ± 1,6)•10–10 м/с2, а ещё через 9 лет — до (5,8 ± 1,3)•10–10 м/с2.
Цифры, как видим, говорят о том, что тепловые эффекты сыграли решающую роль в появлении аномалии или вообще стали единственной причиной этого. «Остаётся лишь дождаться результатов от других групп, занятых аналогичными расчётами, — резюмирует участник исследования Орфеу Бертолами (Orfeu Bertolami). — Надеюсь, серьёзных расхождений не будет».
Подготовлено по материалам
Нет комментариев.
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите или зарегистрируйтесь пожалуйста.