Опубликовано в журнале "Природа", N 6, 1999 г.

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 10¹⁰см/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*10⁸см/с² (для указанного расстояния гравитационное притяжение к Солнцу около 3.8*10⁴см/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*10⁸см/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 (см/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.

Ясно, что новые данные о движении этих аппаратов могут существенно прояснить механизм ускорения. Некоторые ученые не исключают возможность влияния совершенно новых гравитационных механизмов. Возможно, однако, альтернативное объяснение, включающее систематические ошибки анализа данных или неучтенные особенности космической навигации.

Источник:
Physical Review Letters. 1998. V.81. 14. P.28582861 (США).