Crédito de imagem: NASA
Em ecologia, um pioneiro é uma "espécie que se estabelece em um ambiente previamente árido". Entre os seres humanos, os pioneiros “se estabelecem em território desconhecido ou não reclamado”. Entre os astrófilos, a Pioneer foi nosso primeiro esforço para investigar o sistema solar. Mas parece que os esforços pioneiros da NASA agora fizeram menos progresso em direção às estrelas do que o esperado e a pergunta é "Por quê?"
Quando a NASA projeta, são feitas suposições de missão sobre o ambiente operacional da nave. Inicialmente, a NASA tinha algumas preocupações profundas sobre o envio das duas sondas Pioneer através do cinturão de asteróides - afinal, todas essas grandes podiam se juntar a muitas pequenas!
Enquanto isso, a NASA deve planejar uma rota de voo para levar a nave aonde está indo. Com base na rota, carga útil da missão e outros requisitos, é necessário fornecer impulso suficiente para fornecer a elevação necessária. O grande fator que afeta o impulso é a gravidade - quanto mais você tem, mais impulso você precisa.
Uma das coisas engenhosas dos Pioneer 10 e 11 foi a escolha da NASA de equipar o par com comunicações bidirecionais sensíveis a mudanças de doppler. Com base nas mudanças de frequência, a NASA poderia determinar a velocidade da embarcação em relação às estações receptoras na Terra. Usando esses dados, a NASA poderia ajustar propulsores para ajustar as trajetórias das sondas em direção a seus objetivos. (As duas naves voaram por Júpiter enquanto o Pioneer 11 fez um passe perto de Saturno.)
Enquanto as sondas tivessem combustível, os controladores da missão poderiam ajustar velocidades e trajetórias. Mas uma vez sem combustível, o par só poderia progredir com base na inércia e no momento do estilingue fornecido por um Gigante de Gás.
Foi durante o vôo inercial que as anomalias começaram a aparecer nos movimentos das duas naves. As mudanças no Doppler mostraram uma desaceleração inesperada fora da órbita de Urano. A cerca de 20 distâncias terra-sol (unidades astronômicas - UAs), a NASA começou a ver um "desvio para o azul" nas transmissões de sondas. O par continuou "cantando blues" enquanto ultrapassava a órbita de Netuno 10 AUs depois. Hoje, as sondas ficaram aquém das localizações esperadas a uma distância maior que a Terra e a Lua.
As especulações sobre a causa da mudança azul abundam. Os próprios Pioneer 10 e 11 são descartados há muito tempo como fonte. A maioria dos pensamentos cita um aumento inesperado na atração gravitacional em direção ao Sol. Ao transmitir sinais de volta para a Terra, os feixes eletromagnéticos da nave "caem" ainda mais no poço de gravidade dos sistemas solares e esse poço é de alguma forma "mais íngreme" do que se pensava. Hoje, o par não está tão adiantado em sua jornada de saída quanto o previsto.
A pergunta é: "Qual é a fonte do aumento inesperado da gravidade que afeta as sondas?". Uma resposta está na "matéria escura". Estranhamente, outra reside na "energia escura" - a força oposta à gravidade no Universo. Um terceiro está no domínio da "teoria das cordas" (duas "branas" locais - o equivalente a "placas tectônicas" n-dimensionais locais - podem se cruzar em nosso sistema). Uma teoria refere-se à "atração gravitacional" (do lado oposto do sistema solar, em frente a cada sonda). Há também a possibilidade de que o par esteja tendo "Momentos Quadrupolares Solares" ou esteja sendo retardado por material inesperado no Cinturão de Kuiper, fora de Urano.
Mas, quando se trata de resolver os autores, geralmente podemos seguir o conselho do inspetor Louie do filme Casablanca: "Reúna os suspeitos do costume".
Agora, as duas sondas estão a mais de 70 UA do Sol - mas ainda estão dentro do Cinturão de Kuiper do sistema solar. Seu padrão de desaceleração sugere que a fonte da anomalia é generalizada e constante. Em um artigo de 15 de março de 2005 intitulado "Anomalia pioneira: atração gravitacional devido ao cinturão de Kuiper". Jose A. Diego e outros pesquisadores do Instituto de Astronomia da Universidade Nacional Autônoma do México escrevem: “... não há necessidade de invocar todas as forças das trevas do Universo no início, tente primeiro explicar esse fenômeno com a cotidiana local. física e, se isso não for suficiente, use máquinas pesadas. ”
E a física cotidiana? Por que o Cinturão de Kuiper, é claro! Mas não exatamente o mesmo velho cinturão de Kuiper. Para Jose et al, o Cinturão de Kuiper agora começa algumas 10UU mais perto do Sol - fora da órbita de Urano - e tem uma espessura de 1 UA. O Cinturão Kuiper da equipe ganhou massa quase o dobro da do planeta Terra - um pouco menos de dez vezes o proposto originalmente. Além disso, essa massa é enviesada em direção à órbita de Urano. O aumento da massa decorre do fato de que as estimativas originais da massa total do Cinturão de Kuiper foram baseadas em pequenos tamanhos de partículas. Ao incluir gelados de tamanho maior - junto com os gases em sua composição, o grupo acredita que massa suficiente pode ser explicada para explicar por que as sondas diminuíram a velocidade e os sinais da portadora mudaram.
A equipe continua dizendo: "... é importante ressaltar que o cinturão também afetaria a órbita de Netuno ...". Efetivamente, qualquer aumento de massa dentro do Cinturão de Kuiper faria Netuno espiralar um pouco mais perto do Sol. A equipe estima que o centro de massa do planeta mudaria 1,62 quilômetros a cada revolução completa de 164,8 anos terrestres.
“A distribuição da densidade radial da massa necessária para explicar a aceleração constante em direção ao Sol medida pelas embarcações espaciais da Pioneer pode ser explicada por modelos de formação do Sistema Solar.” escreve a equipe. Para explicar a maior concentração de massa em torno da órbita de Urano, eles descrevem "um transporte interno de material" em direção à órbita de Urano ao longo do tempo.
Outra fonte potencial de desaceleração inesperada é o arrasto na embarcação, causado por um fluxo constante de partículas dentro da correia. Nesse cenário, o cinturão de Kuiper também teria mais matéria do que se pensava inicialmente, mas esse material seria distribuído uniformemente (para explicar a perda constante vista no momento de cada sonda).
Qualquer que seja a fonte final da desaceleração da sonda, não há medo de que - como seus três primeiros antecessores - o par inverta o curso e queime em qualquer atmosfera próxima a nós. Esses dois pioneiros ainda estão destinados a "se estabelecer em território desconhecido ou não reclamado" como os primeiros emissários da humanidade para as estrelas.
Escrito por Jeff Barbour
