Posted in: Raumfahrt, Technik 5. April 2011 17:53 Weiter lesen →

Forscher erklären Pioneer-Anomalie

Zeichnung zeigt Sonde mit kleinem sechseckigem Rumpf mit langen Auslegern und großer Parabolantenne, auf eine ferne Sonne gerichtet, am Jupiter mit weißen und bräunlichen Wolkenbändern Seit Jahrzehnten rätseln Forscher und Weltraumenthusiasten über eine Kraft, die die beiden Raumsonden Pioneer 10 und 11 in Richtung Sonne zieht. Portugiesische Forscher glauben nun, dass diese „Pioneer-Anomalie“ eine sehr einfache Ursache hat. Der Effekt lässt sich demnach problemlos durch eine ungleichmäßige Wärmeabstrahlung der Sonden erklären.

Zeichnung: NASA Ames Research Center

Ausströmendes Gas, die Schwerkraft unbekannter Objekte im Sonnensystem oder gar exotische Facetten der Schwerkraft müssen dagegen nicht bemüht werden, folgern die Forscher um Frederico Francisco und Jorge Páramos von der Technischen Universität Lissabon. Ihrer Ansicht nach „kann das Rätsel der anomalen Beschleunigung der Pioneer-Sonden nun endlich zu den Akten gelegt werden“.

Pioneer 10 war im Jahr 1972 gestartet, ein Jahr später folgte ihre baugleiche Schwestersonde Pioneer 11. Beide Sonden absolvierten einen Vorbeiflug am Gasriesen Jupiter, Pioneer 11 hatte zusätzlich ein Rendezvous mit dem Saturn. Seitdem rasen beide Sonden mit einer Geschwindigkeit von etwa 12 Kilometern pro Sekunde in die Tiefen des Alls. Ihre letzten Lebenszeichen wurden im Januar 2003 bzw. im November 1995 empfangen.

Die Funksignale bestätigten, dass die Sonden durch eine bis dahin nicht erklärbare Kraft abgebremst werden. Beide Sonden erfahren demnach eine schwache, aber permanente Beschleunigung von rund 0,8 Milliardstel Meter pro Sekundenquadrat in Richtung Sonne. Die Palette der angebotenen Erklärungen für diese Anomalie reichte von sehr profanen Effekten bis hin zu notwendigen Modifikationen der Gravitationstheorie.

Francisco, Páramos und Kollegen untersuchten, in welchem Maße die Wärmeabstrahlung der Sonden zu dem Phänomen beitragen könnte. Die Forscher erstellten dazu ein Computermodell der Sonden mit ihrer sechseckigen Zentraleinheit, der großen Antennenschüssel und den beiden Auslegern mit den Radionuklidbatterien. Mithilfe eines Algorithmus, der zur Erstellung dreidimensionaler Computergrafiken benutzt wird, berechneten sie dann, wie die an verschiedenen Stellen produzierte Wärme an der Sondenkonstruktion gespiegelt bzw. diffus reflektiert wird.

Des Rätsels Lösung liegt demnach in der 2,74 Meter weiten Hauptantenne der Sonden. Diese Antenne ist permanent auf das Zentrum des Sonnensystem gerichtet, um den Kontakt zur Erde zu halten. Aus der Zentraleinheit auf ihrer Rückseite wird jedoch ständig Wärme freigesetzt. Diese wird an der Rückwand der Antenne reflektiert und ungefähr in Flugrichtung der Sonden gelenkt. Der in Gegenrichtung orientierte Rückstoß der Infrarot-Photonen kann die beobachtete Beschleunigung fast vollständig erklären, ergaben die Berechnungen der Forscher.

Forschung: Frederico Francisco und Jorge Páramos, Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa, Lissabon, und Departamento de Física e Astronomia, Universidade de Porto, Porto; und andere

Preprint arXiv:1103.5222

WWW:
Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear, Universidade Técnica de Lisboa
Pioneer, NASA
The Pioneer Anomaly
Phong Shading

Lesen Sie dazu im Scienceticker:
Asteroiden als Schwerkraft-Sonden


Posted in: Raumfahrt, Technik
Möchten Sie den Beitrag bewerten?
SchlechtLangweiligGut zu wissenInteressantSpannend! (9 Bewertungen, im Schnitt 4,67 von 5)
Loading...

Drucken Drucken


7 Kommentare zu "Forscher erklären Pioneer-Anomalie"

Trackback | Comments RSS Feed

  1. Hugo Ross sagt:

    Einfach brilliant!

  2. Walter Pfohl sagt:

    Die Vermutung wurde schon länger diskutiert, dass ungleichmäßige Wärmeabstrahlung die Ursache des Phänomens sein könnte, und dass die Abbremsung dadurch tatsächlich größtenteils erklärt werden könne, habe ich gleichfalls schon vor Jahren irgendwo gelesen. Ob bei den Überlegungen auch der Lichtmühleneffekt berücksichtigt wurde und ob der den Rest zur vollständigen Erklärung liefern könnte, geht aus dem Artikel leider nicht hervor.

  3. V’ger sagt:

    Und die Schlussfolgerung?
    Wird die Sonde eines Tages wieder zur Erde zurückkommen ?

  4. mano4848 sagt:

    aähnlich funktioniert wohl auch Quantengravitation.

    Allerdings sind es dann keine IR-Photonen sondern „Materiewellen=Massequanten“ wie sie dei ART in Verbindung mit der Thermodynamik erlaubt. Der Rückstoßeffekt ist die Gravitationskraft.

    (Es sind nicht die Gravitonen gemeint, auch nicht die Gravitationswellen! Die Gravitonen gibt es gar nicht in der ART, wohl aber die Gravitationswellen. Die Massequanten gibt es nur in der ART+TD.)

    auch einfach?

  5. maki sagt:

    kleiner fehler: die sonden weren wohl mit 12 mio km pro stunder unterwegs sein und nicht pro sekunde!

  6. Meinke sagt:

    @maki: Nein, stimmt so. Etwa 12 Kilometer pro Sekunde.

  7. maitreya sagt:

    Wärmestrahlung kann das Vacuum passieren, aber Wärmestrahlung interagiert nicht mit dem Vacuum. Da ist es schon eigenartig, dass Wärmestrahlung zur Beschleunigung führen soll. Unabhhänig davon, dass es sich irgendwie in Computermodellen hinbiegen läßt.

    Das Problem liegt wohl eher in der fehlerhaften Annahme einer homogenen Dichte des Vakuums („homogenes Inertialsystem“). Bevor man nach physikalischen Erklärungen sucht, sollte man als erstes die zugrundeliegende Geometrie korrigieren. Dann brauch man auch keine haarsträubenden physikalischen Effekte …

    Trotz 100 Jahre alter Tabellen (Dichte vs. Lichtgeschwindigkeit), den Geschwindigkeitseffekten vieler Raumsonden, der beschleunigten Rotation von Galaxien an den Rändern und der OPERA-Anomalie wird trotzdem weiter mit einer kostanten Dichte und einer konstanten Lichtgeschwindigkeit im Vacuum gerechnet.

    Ein trauriges Schauspiel, seufz …

    Die Erklärungsversuche der Physiker entfernen sich immer mehr von der Realität, mal schauen, wenn sie ihre Gesetze wieder an die Messdaten anpassen 🙂