GPS поможет объяснить космическую чертовщину

Ученые предложили метод решения серьезной головоломки, которая тревожит астрофизиков последние 20 лет. Пролетающие у Земли космические аппараты получают непредсказуемую добавку к скорости.

Два последних десятилетия многих ученых занимает довольно экзотическая проблема: почему некоторые отправленные от Земли космические зонды летят не так, как было предсказано. Существует так называемая аномалия «Пионеров», заключающаяся в том, что аппараты «Пионер-10» и «Пионер-11», летящие к окраинам Солнечной системы, что-то слегка притормаживает. Есть и вторая аномалия, так называемая «пролетная». Планируя многие межпланетные миссии, инженеры заставляют космические корабли осуществлять так называемые гравитационные маневры. Сделав такой маневр у Земли, аппарат получает весомую прибавку к скорости, не расходуя при этом драгоценного горючего.

Однако, обрабатывая данные телеметрии, ученые иногда замечают, что полученная кораблем прибавка к скорости, отличается от расчетной. Прибавка оказывается малозначительной (порядка миллиметров в секунду), однако фиксируемой и самое главное – необъяснимой.

Пролетная аномалия

Так, 8 декабря 1990 года космический аппарат Galileo неожиданно увеличил скорость на 4 мм/c. 23 января 1998 года зонд Near приобрел необъяснимую добавку к скорости в 13 мм/с. При пролете Земли зонд Cassini аномально ускорился на 0,11 мм/с., а аппарат Rosetta, направлявшийся к далекому астероиду, -- на 2 мм/c. Достоверно установлено, что аномалия не связана со сплюснутостью Земли, влиянием других тел Солнечной системы, релятивистскими эффектами, атмосферным торможением, приливами и т.д. Однако версий, в том числе довольно экзотических, пытающихся объяснить странные скачки аппаратов, пруд пруди.

Самой сложной проблемой является невозможность с Земли отследить сам процесс «прыжков». Это связано с тем, что наземная сеть телеметрии не в состоянии в реальном времени следить за аппаратами и их мгновенной скоростью, в том момент, когда они максимально приближаются к Земле. Поэтому в наблюдении за аппаратами возникает четырехчасовая брешь, когда и происходит самое интересное.

Исследователи под руководством Орфеу Бертолами (Orfeu Bertolami) из Университета в Порту предложили недорогой способ, как раз и навсегда разобраться с космической чертовщиной. В своей работе ученые показали, что проблему можно решить при помощи современных или будущих систем глобального позиционирования. Запуск отдельного аппарата, с установленным на нем GPS-треккером, который осуществит необходимый маневр у Земли, обойдется всего в $15 млн. А прикрепить аналогичный прибор к кораблю одной из будущих межпланетных миссий окажется еще дешевле. Такой прибор позволит ежесекундно прописывать изменения скорости и понять физическую природу этой аномалии. Большие надежды в этом деле ученые возлагают на разрабатываемую сейчас в Европе спутниковую систему Galileo, которая должна стать конкурентом GPS и ГЛОНАССу. «Какой бы ни была действительная причина аномалии, мы верим, что это станет дешевой возможностью продемонстрировать научные возможности систем позиционирования, в частности Regardless», -- подытожили ученые.