لغز 'الشذوذ الرائد' الذي يعود إلى عقود من الزمن تم حله أخيرًا

فنان

منظر لفنان لمركبة فضائية رائدة متجهة إلى الفضاء بين النجوم. كلا بايونير 10 و 11 يسيران في مسارات ستخرجهما في النهاية من نظامنا الشمسي. (رصيد الصورة: مركز أبحاث ناسا أميس)



تمكن العلماء أخيرًا من حل لغز رحلة فضائية عمرها عقود ، واكتشفوا سبب تباطؤ مسبار ناسا 10 و 11 بشكل غامض أثناء انطلاقهما بعيدًا عن الشمس.



اتضح أن سبب ما يسمى بـ 'شذوذ الرائد' هو الحرارة القادمة من التيار الكهربائي المتدفق عبر أجهزة المجسات وأنظمة الطاقة. كشفت دراسة جديدة أن هذه الحرارة دفعت المركبة الفضائية إلى الوراء ، مما تسبب في تباطؤها قليلاً.

قال المؤلف الرئيسي سلافا توريشيف ، من مختبر الدفع النفاث التابع لناسا (JPL) في باسادينا بولاية كاليفورنيا ، في بيان: `` التأثير يشبه عندما تقود سيارة ، والفوتونات من المصابيح الأمامية تدفعك للخلف ''. 'إنه خفي للغاية.'



تباطؤ المركبة الفضائية

تم إطلاق Pioneer 10 و Pioneer 11 في عامي 1972 و 1973 على التوالي. كانوا أول مركبة فضائية تطير عبر حزام الكويكبات الرئيسي ، وأول من يدرس كوكب المشتري عن قرب. استمرت المجسات في الإبحار بعد اصطدامها بالمشتري ، مسرعةً نحو زحل وما بعده. [جولة مصورة للكواكب]

سيخرج بايونير 10 و 11 في النهاية من النظام الشمسي ، لكن من المحتمل ألا يكونا أول من يفعل ذلك. يعتقد العلماء أن المركبة الفضائية فوييجر 1 ، التي تبعد حوالي 11.1 مليار ميل (17.8 مليار كيلومتر) عن الأرض ، قد تترك منطقتنا الكونية في أي يوم الآن.



الرائد 10 في المرحلة النهائية من البناء في مصنع TRW في جنوب كاليفورنيا في ديسمبر 1971. انطلقت المركبة الفضائية نحو كوكب المشتري في مارس 1972 وحلقت فوق الكوكب في 3 ديسمبر 1973.

الرائد 10 في المرحلة النهائية من البناء في مصنع TRW في جنوب كاليفورنيا في ديسمبر 1971. انطلقت المركبة الفضائية نحو كوكب المشتري في مارس 1972 وحلقت فوق الكوكب في 3 ديسمبر 1973.(رصيد الصورة: ناسا)

في أوائل الثمانينيات ، لاحظ علماء البعثة أن المركبة الفضائية كانت تتباطأ بشكل غير متوقع. لكنهم رفضوا ذلك باعتباره ظاهرة عابرة ناتجة عن تقطر مادة دافعة تُركت في خطوط المجسات ، كما قال الباحثون.



ومع ذلك ، لم تختف المشكلة. في عام 1998 ، عندما كانت بايونير 10 و 11 على بعد أكثر من 8 مليارات ميل (13 مليار كيلومتر) من الشمس ، حسب فريق من الباحثين أن المركبة الفضائية كانت تتحلل بمعدل 300 بوصة في اليوم المربع (0.9 نانومتر في الثانية مربعة) .

لم يتمكن العلماء من تفسير التباطؤ الطفيف ، لذا فقد أثاروا احتمال أن يكون نوعًا جديدًا من الفيزياء يتعارض مع نظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين مسؤولاً.

التنقيب في البيانات

في عام 2004 ، بدأ Turyshev في محاولة الوصول إلى الجزء السفلي من Pioneer Anomaly. لم يستطع الاعتماد على أي بيانات جديدة ، لأن المركبتين الفضائيتين توقفتا عن الاتصال بالأرض ؛ تلقى العلماء إشارة من بايونير 10 في عام 2003 و بايونير 11 في عام 1995.

لذلك بحث توريشيف وزملاؤه في اتصالات وبيانات بايونير القديمة ، ونسخ الملفات الرقمية من ملاحي مختبر الدفع النفاث الذين ساعدوا في توجيه الرواد وتلقي المزيد من المعلومات من مراكز ناسا الأخرى.

وقال الباحثون إنهم وجدوا أيضًا أكثر من عشرة صناديق من الأشرطة المغناطيسية مخزنة تحت درج في مختبر الدفع النفاث ، وعملوا مع مبرمج كندي لإنشاء برنامج يمكنه قراءة الأشرطة وتنظيف بيانات بايونير.

في النهاية ، جمع Turyshev وفريقه أكثر من 43 جيجا بايت من المعلومات ، والتي قد لا تبدو كثيرة الآن ولكنها كانت بمثابة كنز ضخم في السبعينيات.

بعد التأمل في كل هذه المعلومات ، تمكن العلماء من تتبع شذوذ بايونير إلى الحرارة القادمة من أنظمة الطاقة والأنظمة الكهربائية للمركبة الفضائية. علاوة على ذلك ، قرروا أن المشكلة لا تؤثر على المركبات الفضائية الأخرى تقريبًا ، ويرجع ذلك في الغالب إلى الاختلافات في التصميم.

قال توريشيف: 'القصة توصلت إلى نهايتها لأنه اتضح أن الفيزياء القياسية تسود'. بينما كان من المثير بالطبع اكتشاف نوع جديد من الفيزياء ، فقد حللنا لغزًا.

نُشرت الدراسة في 12 يونيو في مجلة Physical Review Letters.

تابع موقع ProfoundSpace.org على Twitter تضمين التغريدة . نحن أيضا على موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك و + Google .