Crédito de imagen: NASA
En ecología, un pionero es una "especie que se establece en un ambiente previamente árido". Entre los seres humanos, los pioneros "se instalan en territorio desconocido o no reclamado". Entre los astrófilos, Pioneer fue nuestro primer esfuerzo para sondear el sistema solar. Pero parece que los esfuerzos pioneros gemelos de la NASA ahora han progresado menos hacia las estrellas de lo esperado y la pregunta es "¿Por qué?".
Cuando la NASA diseña una misión, se hacen suposiciones sobre el entorno operativo de la nave. Inicialmente, la NASA tenía algunas preocupaciones profundas sobre el envío de las dos sondas Pioneer a través del cinturón de asteroides; después de todo, ¡a todos esos grandes se les podrían unir muchos pequeños!
Mientras tanto, la NASA debe planificar una ruta de vuelo para llevar la nave a donde va. Según la ruta, la carga útil de la misión y otros requisitos, se debe proporcionar suficiente empuje para proporcionar el elevador necesario. El gran factor que afecta el empuje es la gravedad: cuanto más tienes, más empuje necesitas.
Una de las cosas ingeniosas sobre Pioneer 10 y 11 fue la elección de la NASA de equipar al par con comunicaciones bidireccionales sensibles a los cambios Doppler. Según los cambios de frecuencia, la NASA podría determinar la velocidad de la nave en relación con las estaciones receptoras en la Tierra. Usando estos datos, la NASA podría ajustar los propulsores para ajustar las trayectorias de las sondas hacia sus objetivos. (Ambas naves volaron junto a Júpiter, mientras que Pioneer 11 hizo un pase cerca de Saturno).
Mientras las sondas tuvieran combustible, los controladores de la misión podían ajustar velocidades y trayectorias. Pero una vez que se quedó sin combustible, el par solo pudo progresar en función de la inercia y el impulso de honda proporcionados por un gigante de gas.
Fue durante el vuelo inercial que las anomalías comenzaron a aparecer en los movimientos de las dos naves. Los cambios Doppler mostraron una desaceleración inesperada a las afueras de la órbita de Urano. A unas 20 distancias tierra-sol (unidades astronómicas - UA), la NASA comenzó a ver un "cambio azul" en las transmisiones de la sonda. La pareja continuó "cantando el blues" mientras superaba la órbita de Neptuno 10 UA más tarde. Hoy las sondas se han quedado cortas de sus ubicaciones esperadas en una distancia mayor que la Tierra a la Luna ...
Abundan las especulaciones sobre la causa del cambio azul. Los mismos Pioneer 10 y 11 se han descartado durante mucho tiempo como la fuente. La mayoría del pensamiento cita un aumento inesperado en la atracción gravitacional hacia el Sol. Al transmitir señales de regreso a la Tierra, los rayos electromagnéticos de la nave "caen" aún más en el pozo de gravedad del sistema solar y ese pozo es de alguna manera "más empinado" de lo que se pensaba. Hoy la pareja no está tan avanzada en su viaje de ida como se anticipó.
La pregunta es: "¿Cuál es la fuente del aumento inesperado de la gravedad que afecta a las sondas?". Una respuesta se encuentra en "materia oscura". Curiosamente, otro radica en la "energía oscura", la fuerza opuesta a la gravedad en el Universo. Un tercero está en el dominio de la "teoría de cuerdas" (dos "branas" locales, el equivalente de las "placas tectónicas" n-dimensionales locales, pueden cruzarse en nuestro sistema). Una teoría se relaciona con la "atracción gravitacional hacia atrás" (desde el lado opuesto del Sistema Solar opuesto a cada sonda). También existe la posibilidad de que la pareja esté teniendo "Momentos solares cuadrupolares" o que se esté frenando por material inesperado en el Cinturón de Kuiper fuera de Urano.
Pero cuando se trata de clasificar a los perpetradores, generalmente podemos seguir el consejo del inspector Louie de la película Casablanca: "Reúna a los sospechosos habituales".
Ambas sondas están ahora a más de 70 UA del Sol, pero aún dentro del cinturón de Kuiper del sistema solar. Su patrón de desaceleración sugiere que la fuente de la anomalía es generalizada y constante. En un artículo del 15 de marzo de 2005 titulado "Anomalía pionera: atracción gravitacional debido al cinturón de Kuiper". José A. Diego y otros investigadores del Instituto de Astronomía de la Universidad Nacional Autónoma de México escriben: "... no hay necesidad de invocar todas las fuerzas oscuras del Universo al principio, primero intente explicar este fenómeno con lo local, todos los días". física y si esto no es suficiente, entonces use maquinaria pesada ".
¿Y la física cotidiana? ¿Por qué el cinturón de Kuiper, por supuesto! Pero no es exactamente el mismo viejo cinturón de Kuiper. Para Jose et al, el Cinturón de Kuiper ahora comienza a unas 10 UA más cerca del Sol, a las afueras de la órbita de Urano, y tiene un grosor de 1 UA. El Cinturón de Kuiper del equipo ha ganado masa hasta casi el doble que el de la Tierra, un poco menos de diez veces originalmente propuesto. Además, esa masa está sesgada hacia la órbita de Urano. El aumento de la masa surge del hecho de que las estimaciones originales de la masa total del cinturón de Kuiper se basaron en pequeños tamaños de partículas. Al incluir hielos de mayor tamaño, junto con gases en su composición, el grupo cree que se puede tener en cuenta suficiente masa para explicar por qué las sondas se desaceleraron y las señales de los portadores cambiaron.
El equipo continúa diciendo: "... es importante señalar que el cinturón también afectaría la órbita de Neptuno ...". Efectivamente, cualquier aumento en la masa dentro del Cinturón de Kuiper haría que Neptuno se mueva en espiral un poco más cerca del Sol. El equipo estima que el centro de masa del planeta cambiaría 1.62 kilómetros con cada revolución completa de 164.8 años terrestres.
"La distribución de la densidad radial de la masa necesaria para explicar la aceleración constante hacia el Sol medida por las naves espaciales Pioneer puede explicarse por modelos de formación del Sistema Solar". escribe el equipo Para explicar la mayor concentración de masa alrededor de la órbita de Urano, continúan describiendo "un transporte interno de material" hacia la órbita de Urano a lo largo del tiempo.
Otra fuente potencial de desaceleración inesperada es el arrastre en la nave causado por un flujo constante de partículas dentro del cinturón. En este escenario, el Cinturón de Kuiper también tendría más materia de la que se pensaba originalmente, pero ese material se distribuiría de manera uniforme (para tener en cuenta la pérdida constante observada en el impulso de cada sonda).
Cualquiera sea la fuente principal de la desaceleración de la sonda, no hay temor de que, al igual que sus tres primeros predecesores, la pareja invierta el rumbo y se queme en cualquier atmósfera cerca de nosotros. Estos dos pioneros todavía están destinados a "establecerse en territorio desconocido o no reclamado" como los primeros emisarios de la humanidad a las estrellas.
Escrito por Jeff Barbour
