Beide Pioneer-Sonden sind ungefähr 386.000 km näher an der Sonne als durch Berechnung vorhergesagt. Ist es ein einfaches Kraftstoffleck, das natürlich die Sonden drückt? Ist es Phantomdunkle Materie, die sie nach unten zieht? Oder müssen die Schwerkraftlehrbücher neu geschrieben werden? Leider gibt es immer noch keine Antwort, aber einige Forscher glauben, dass es eine kleine Abweichung in der großräumigen Raumzeit geben könnte, die Einstein in seiner berühmten Theorie der allgemeinen Relativitätstheorie beschrieben hat. Ich wusste, dass es eine einfache Erklärung geben würde…
Die Deep Space-Sonden Pioneer 10 und 11 wurden 1972 und 1973 gestartet und besuchten Jupiter und Saturn, bevor sie in Richtung des interplanetaren Raums ins Unbekannte vordrangen. Das Pioneer-Programm machte seinem Namen alle Ehre und leistete Pionierarbeit in der Erforschung des Weltraums. Aber ein paar Jahre später, als die Sonden die 20-70 AU-Marke überschritten, passierte etwas Seltsames… nicht plötzlich, sondern allmählich. Vor zehn Jahren bemerkten Pionierwissenschaftler, dass etwas nicht stimmte. Die Sonden waren leicht vom Kurs abgekommen. Nicht viel, aber beide erlebten eine leichte, aber konstante Beschleunigung der Sonne. Die Pioneer-Sonden wurden etwa 386.000 km näher an der Sonne gemessen als vorhergesagt. Das mag sich nach einem langen Weg anhören, ist aber astronomisch gesehen winzig. 240.000 Meilen sind eine winzige Abweichung nach 10,5 Milliarden km (6,5 Milliarden Meilen) (es würde leichte 10 Stunden dauern, um diese Strecke zurückzulegen), aber es ist trotzdem eine Abweichung, und Physiker haben es sehr schwer, herauszufinden, was das Problem ist.
Bis die NASA-Physikerin Slava Turyshev, Mitentdeckerin der Anomalie, 2006 eine Reihe von Pioneer-Magnetdatenspeicherdatenträgern vor dem Herauswerfen rettete. Diese Datenträger enthalten telemetrische Daten, Temperatur- und Leistungsmesswerte, die beide Pioneer-Sonden an die Mission zurückgesendet hatten Kontrolle bis 2003 (als Pioneer 10 den Kontakt zur Erde verlor). Daraus haben Turyshev und seine Kollegen gemeinsam mit Viktor Toth, einem Computerprogrammierer in Ottawa, Ontario, einen neuen Code entwickelt, der die enorme Menge an rohem Binärcode (1s und 0s) extrahiert und die Temperatur- und Leistungswerte aus dem handwerkliche Instrumente. Es klingt so, als ob die Suche nach dem Schuldigen der Pionieranomalie ein wenig forensische Wissenschaft erfordert.
Jetzt steht den Forschern ein wertvolles Werkzeug zur Verfügung. Turyshev und 50 andere Wissenschaftler versuchen, diese Rohdaten mit modellierten Daten abzugleichen, um den Wärme- und Stromfluss um die Instrumentierung des Fahrzeugs herum zu rekonstruieren. Der Strom wurde vom integrierten Plutoniumgenerator geliefert, dies ist jedoch nur ein kleiner Teil der erzeugten Energie. Der Rest wurde in Wärme umgewandelt, in den Weltraum verloren und die Karosserie der Sonde erwärmt. Es wird angenommen, dass die an den Weltraum verlorene Wärme und die Erwärmung der Sondeninstrumente eine Rolle bei der Veränderung des Impulses des Raumfahrzeugs spielen. Könnte dies also die Antwort sein?
Die Tests sind noch nicht abgeschlossen, und es wurden nur einige wenige Simulationen durchgeführt. Erste Ergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass rund 30% der Pioneer-Anomalie auf die Wärmeverteilung an Bord zurückzuführen sind. Der Rest kann anscheinend immer noch nicht allein durch die Sondendynamik erklärt werden. Das Team verarbeitet derzeit insgesamt 50 Jahre Telemetriedaten (sowohl von Pioneer 10 als auch von Pioneer 11), sodass weitere Simulationen des umfangreichen Übertragungsangebots der Sonden möglicherweise noch einige Überraschungen aufdecken.
Aber im Hinterkopf aller, und es taucht immer wieder in jedem Artikel über Pioneer-Anomalien auf, den ich finde, dass die grundlegende Physik unseres Universums möglicherweise in Frage gestellt werden muss. Das Senden von Weltraumsonden über große Entfernungen bietet uns eine große Chance zu sehen, ob das, was wir lokal beobachten, für andere Teile des Sonnensystems dasselbe ist. Könnte Einsteins allgemeine Relativitätstheorie bei der Betrachtung interplanetarer (oder interstellarer) Reisen „optimiert“ werden müssen?
Die Forscher sind aufgeregt, wenn sich keine weltliche Lösung bietet (d. H. Sondenwärmeverteilungseffekte), was darauf hinweist, dass ein anderer kosmischer Grund hinter dieser Anomalie steckt:
“Wenn wir hier tatsächlich ein Mittel im Sonnensystem hätten, um Abweichungen von Einsteins Schwerkraft zu messen, wäre das phänomenal. ” - Viktor Toth
In der Zwischenzeit driftet Pioneer 10 lautlos auf den roten Stern von Aldebarran zu und wird (abgesehen von anomalen Verhaltensweisen) in 2 Millionen Jahren dort ankommen…
Quellen: Scientific American, Symmetry Breaking News
