Kredit gambar: NASA
Dalam ekologi pelopor adalah "spesies yang membangun dirinya di lingkungan yang sebelumnya tandus". Di antara manusia, para perintis ”menetap di wilayah yang tidak diketahui atau tidak diklaim”. Di antara astrofil, Pioneer adalah upaya pertama kami untuk menyelidiki tata surya. Tetapi tampaknya upaya perintis kembar NASA kini telah membuat sedikit kemajuan menuju bintang-bintang daripada yang diperkirakan dan pertanyaannya adalah "Mengapa?".
Ketika NASA merancang asumsi misi dibuat tentang lingkungan operasi pesawat itu. Awalnya, NASA memiliki keprihatinan mendalam tentang pengiriman dua probe Pioneer melalui sabuk asteroid - lagipula, semua yang besar itu bisa bergabung dengan banyak yang kecil!
Sementara itu NASA harus merencanakan jalur penerbangan untuk membawa pesawat itu ke tempat tujuan. Berdasarkan rute, muatan misi, dan persyaratan lainnya, dorongan yang cukup harus disediakan untuk menyediakan lift yang dibutuhkan. Faktor besar yang mempengaruhi daya dorong adalah gravitasi - semakin banyak yang Anda miliki, semakin banyak daya dorong yang Anda butuhkan.
Salah satu hal cerdik tentang Pioneer 10 dan 11 adalah pilihan NASA untuk melengkapi pasangan dengan komunikasi dua arah yang peka terhadap perubahan doppler. Berdasarkan pergeseran frekuensi, NASA dapat menentukan kecepatan pesawat relatif terhadap stasiun penerima di Bumi. Dengan menggunakan data ini, NASA dapat menyesuaikan pendorong untuk menyempurnakan lintasan penyelidikan menuju tujuannya. (Kedua pesawat itu terbang di dekat Jupiter sementara Pioneer 11 melakukan umpan di dekat Saturnus.)
Selama probe memiliki bahan bakar, pengontrol misi dapat menyesuaikan kecepatan dan lintasan. Tapi begitu kehabisan bahan bakar, pasangan hanya bisa membuat kemajuan berdasarkan inersia dan momentum ketapel yang disediakan oleh Gas Giant.
Itu selama penerbangan inersia bahwa anomali mulai muncul dalam gerakan dua pesawat. Pergeseran Doppler menunjukkan perlambatan tak terduga tepat di luar orbit Uranus. Pada sekitar 20 jarak bumi-matahari (unit astronomi - AU) NASA mulai melihat "pergeseran biru" dalam transmisi probe. Pasangan ini terus "menyanyikan blues" sambil melampaui orbit Neptunus 10 AU kemudian. Saat ini, probe telah jatuh jauh dari lokasi yang diharapkan dengan jarak yang lebih besar dari Bumi ke Bulan ...
Spekulasi tentang penyebab pergeseran biru berlimpah. Pioneer 10 & 11 sendiri telah lama dikesampingkan sebagai sumbernya. Sebagian besar pemikiran mengutip kenaikan tarikan gravitasi yang tak terduga ke arah Matahari. Ketika mentransmisikan sinyal kembali ke Bumi, sinar elektromagnetik pesawat itu "jatuh" lebih jauh ke dalam gravitasi tata surya dan sumur itu entah bagaimana "lebih curam" daripada yang diperkirakan sebelumnya. Hari ini pasangan ini tidak sejauh dalam perjalanan keluar mereka seperti yang diantisipasi.
Pertanyaannya adalah: "Apa sumber peningkatan gravitasi yang tak terduga yang mempengaruhi probe?". Satu jawaban terletak pada "materi gelap". Anehnya, yang lain terletak pada "energi gelap" - kekuatan lawan gravitasi di Semesta. Yang ketiga adalah dalam domain "teori string" (dua "bran" lokal - setara dengan "lempeng tektonik" n-dimensi lokal - dapat berpotongan dalam sistem kami). Satu teori berkaitan dengan "tarikan gravitasi-belakang" (dari sisi berlawanan Tata Surya berlawanan dengan masing-masing probe). Ada juga kemungkinan bahwa pasangan ini mengalami "Momen Surya Quadrupolar" atau sedang diperlambat oleh material tak terduga di Sabuk Kuiper di luar Uranus.
Tetapi ketika datang untuk memilah-milah pelaku, kami biasanya dapat mengambil saran Inspektur Louie dari film Casablanca: "Tangkap tersangka yang biasa."
Kedua probe sekarang lebih dari 70 AU jauhnya dari Matahari - tetapi masih dalam Sabuk Kuiper tata surya. Pola perlambatan mereka menunjukkan bahwa sumber anomali tersebar luas dan konstan. Dalam sebuah makalah 15 Maret 2005 berjudul "Anomali pionir: tarikan gravitasi akibat sabuk Kuiper". Jose A. Diego dan peneliti lain dari Institut Astronomi Universitas Otonomi Nasional Meksiko menulis: "... tidak perlu memanggil semua kekuatan gelap Semesta pada awalnya, cobalah terlebih dahulu menjelaskan fenomena ini dengan lokal, setiap hari. Fisika dan jika ini tidak cukup maka gunakan alat berat. "
Dan fisika sehari-hari? Kenapa Sabuk Kuiper tentu saja! Tapi tidak persis Sabuk Kuiper tua yang sama. Untuk Jose et al, Sabuk Kuiper sekarang mulai sekitar 10AU lebih dekat ke Matahari - tepat di luar orbit Uranus - dan memiliki ketebalan 1 AU. Sabuk Kuiper tim telah mendapatkan massa hampir dua kali lipat dari Bumi - sedikit kurang dari sepuluh kali yang awalnya diusulkan. Selain itu massa itu bias menuju orbit Uranus. Peningkatan massa muncul dari fakta bahwa perkiraan asli dalam total massa Sabuk Kuiper didasarkan pada ukuran partikel kecil. Dengan memasukkan es dengan ukuran lebih besar - bersama dengan gas dalam komposisinya, kelompok tersebut percaya bahwa massa yang cukup dapat dijelaskan untuk menjelaskan mengapa probe melambat dan sinyal pembawa bergeser.
Tim melanjutkan dengan mengatakan: "... penting untuk menunjukkan bahwa sabuk itu juga akan mempengaruhi orbit Neptunus ...". Secara efektif setiap peningkatan massa dalam Sabuk Kuiper akan menyebabkan Neptunus berputar sedikit lebih dekat ke Matahari. Tim memperkirakan bahwa pusat massa planet akan bergeser 1,62 kilometer dengan setiap revolusi penuh 164,8 tahun terran.
"Distribusi massa kerapatan radial yang diperlukan untuk menjelaskan percepatan konstan menuju Matahari yang diukur oleh perintis ruang perintis dapat dijelaskan oleh model pembentukan Tata Surya." menulis tim. Untuk menjelaskan konsentrasi massa yang lebih besar di sekitar orbit Uranus, mereka melanjutkan dengan menggambarkan “pengangkutan material ke dalam” menuju orbit Uranus dari waktu ke waktu.
Sumber potensial lain dari perlambatan tak terduga adalah hambatan pada pesawat yang disebabkan oleh aliran partikel yang stabil di dalam sabuk. Dalam skenario ini, Sabuk Kuiper juga akan memiliki lebih banyak materi daripada yang diperkirakan semula, tetapi materi tersebut akan didistribusikan secara merata (untuk memperhitungkan kerugian konstan yang terlihat dalam momentum masing-masing probe).
Apa pun sumber utama deselerasi probe, tidak ada rasa takut bahwa - seperti tiga pendahulunya - pasangan ini akan berbalik arah dan terbakar dalam suasana di dekat kita. Kedua Perintis ini masih ditakdirkan untuk "menetap di wilayah yang tidak diketahui atau tidak diklaim" sebagai utusan pertama umat manusia kepada bintang-bintang.
Ditulis oleh Jeff Barbour
