ЗАГАДОЧНОЕ УСКОРЕНИЕ НА КРАЮ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

Телеметрические данные, поступающие с “Пионера-10”, “Пионера-11” и “Галилео”, а также данные наземной сети для наблюдения далекого космоса (Deep Space Network — DSN), принадлежащей Лаборатории реактивного движения НАСА (Пасадена, США), позволили коллективу американских специалистов (J.D.Anderson, Ph.F.Laing, E.L.Lau et al.) установить наличие аномального ускорения в движении этих космических аппаратов. Помимо обычного ускорения, вызванного притяжением Солнца и спадающего обратно пропорционально квадрату расстояния от него, в движении аппаратов выявляется слабое добавочное ускорение, постоянное по величине и направленное в сторону Солнца.

“Пионер-10” был запущен в марте 1972 г., вскоре последовал “Пионер-11”. После прохождения Юпитера и Сатурна аппараты двигались по гиперболической орбите вблизи плоскости эклиптики. Хотя миссия “Пионера-10” официально закончилась в 1997 г., он продолжает передавать сообщения на Землю. Радиосообщения от “Пионера-11” перестали поступать в 1990 г.

Космические аппараты типа “Пионер” идеально подходят для изучения динамики астрономических объектов. Во-первых, они снабжены системой стабилизации собственного вращения; во-вторых, значительно удалены (в марте 1997 г. “Пионер-10” находился на расстоянии 67 а.е. от Солнца), и поэтому не требуют частого маневрирования с целью удержания правильной ориентации на Землю. Это позволяет проводить прецизионные доплеровские измерения и, в частности, определять ускорение аппарата с точностью 10–10см/с2 (по данным, усредняемым за пять дней).

Уже в 1980 г., когда “Пионер-10” находился на расстоянии 20 а.е. от Солнца, было отмечено систематическое несовпадение значений измеряемого ускорения аппарата и рассчитываемого по притяжению к Солнцу. Дополнительное ускорение направлено строго на Солнце и оценивается в 8•10–8см/с2 (для указанного расстояния гравитационное притяжение к Солнцу около 3.8•10–4см/с2). Последующие измерения подтверждали этот результат со все большей точностью. Самой большой неожиданностью оказалось постоянство добавочного ускорения: по мере удаления “Пионера-10” от 40 до 60 а.е. величина ускорения не менялась с точностью 2•10–8см/с2. Как показали детальные расчеты, аномальное добавочное ускорение не может быть вызвано ни гравитационным воздействием пояса Койпера, ни галактическим притяжением, равно, как и рядом других, негравитационных факторов: утечкой газа из аппарата, давлением солнечного света или ветра и др. Все они дают вклад в ускорение по крайней мере на два-три порядка меньше.

Анализ движения “Галилео” дает близкое значение добавочного аномального ускорения (~10–7см/с2), однако для этого аппарата вклад в ускорение из-за давления солнечного света примерно такой же величины, а кроме того, велика неопределенность, связанная с частыми маневрами “Галилео”.