Выход

Профиль пользователя
Главная страница
Все на свете познается
 
[ Новые сообщения · Участники · Правила форума · Поиск · RSS ]
Страница 1 из 11
Модератор форума: Никс 
Форум » Наш мир. » Основы мироздания. » Система отсчета солнечной системы. (Собственное пространство солнечной системы?)
Система отсчета солнечной системы.
НиксДата: Воскресенье, 15.06.2014, 00.17 | Сообщение # 1
Админ
Группа: Администраторы
Сообщений: 358
Репутация: 0
Статус: Offline
Эффект «Пионера»


Эффект «Пионера» (эффект «Пионеров», аномалия «Пионеров») — наблюдаемое отклонение в траектории движения различных космических аппаратов от ожидаемой (рассчитанной по текущей модели движения космических тел). Эффект был обнаружен при наблюдении за первыми космическими аппаратами, достигшими внешних пределов Солнечной системы (преодолевших орбиту Плутона), — «Пионер-10» и «Пионер-11». Оба «Пионера» замедляются под совместным действием силы гравитации Солнца и других сил, однако при очень точном определении ускорения (замедления) аппаратов и сравнении его с теоретически рассчитанным обнаруживается дополнительная очень слабая сила неизвестной природы, отличная от всех других известных сил, влияющих на аппараты.
Хотя однозначного и общепринятого в научном мире объяснения данному феномену не имеется, в настоящее время наиболее вероятно, что этот эффект имеет тепловую природу и объясняется анизотропией интенсивности теплового излучения энергетических элементов аппаратов. Ранее рассматривались (и рассматриваются) самые различные гипотезы происходящего: от простых технических (например, реактивная сила от утечки газа в аппарате) до введения новых физических законов.
Эффект
Эффект обнаруживается в данных телеметрии, собираемых для вычисления скорости и пройденного расстояния «Пионеров». При учёте всех известных сил, воздействующих на космическое тело, обнаружилось дополнительное, линейно растущее со временем, фиолетовое смещение полученного сигнала, что интерпретируется как очень слабая сила, не объяснимая текущей моделью. Данная сила вызывает постоянное ускорение аппарата в сторону Солнца, равное (8,74 ± 1,33) × 10^−10 м/с².
У аппаратов Вояджер-1 и Вояджер-2, чей профиль полета схож с «Пионерами», выраженного эффекта отклонения не наблюдалось. Однако исследователи отмечают, что сравнение не вполне корректно. «Пионеры» находятся в свободном полете, а их ориентация стабилизировалась за счёт собственного вращения аппаратов. У «Вояджеров» же нужная ориентация обеспечивается малыми импульсами маневровых двигателей, что может оказывать влияние на траекторию.
Данные от других космических аппаратов (Галилео, Улисс) указывают на схожий с Пионерами эффект, но опять ввиду ряда причин (таких как слабое непредсказуемое влияние тяги малых реактивных двигателей, используемых для контроля пространственного положения аппарата) невозможно произвести точную численную оценку эффекта. Проект Кассини — Гюйгенс также имел влияние системы контроля положения в пространстве, что не позволяло произвести точные измерения эффекта. Полученный результат в (26,7 ± 1,1) × 10^−10 м/с² не может подтвердить или опровергнуть существование аномалии.
Возможные объяснения эффекта
Существуют различные теории, объясняющие эффект Пионеров:
• Ошибки измерения и сбора статистики
• Действительное торможение, вызванное одним из следующих факторов:
o Гравитационное притяжение объектов пояса Койпера
o Торможение о межпланетную среду (пыль, облака газа и т. п.)
o Утечка газов из самих космических аппаратов
o Электромагнитные силы, вызванные накопленным космическими аппаратами электрическим зарядом
o Влияние тёмной материи или тёмной энергии
o Реактивная сила от неизотропного теплового излучения аппаратов (см. также Фотонная ракета)[1][6]
• Экзотические гипотезы (альтернативные физические теории), обращение к которым было вызвано, в частности, тем, что аномальное ускорение численно близко к произведению скорости света на постоянную Хаббла:
На основе наиболее точных предсказаний орбитального движения спутников Нептуна (Нереида, Протей, Тритон) было показано, что введение дополнительного ускорения, связанного с ускорением «Пионеров», должно приводить к заметным ошибкам в определении траекторий этих спутников, и аномальное ускорение «Пионеров» связано скорее всего с силами не гравитационной природы.
Существует проект по наблюдению за астероидами в зоне действия эффекта, который позволит определить, имеет ли эффект гравитационную природу. В настоящий момент предложено множество гипотез, в рамках которых даётся объяснение «аномалии „Пионера“», например, теория масштабно расширяющегося космоса (Карл Йохан Марелье) и МОНД (Мордехай Милгром) или вращающаяся вокруг Солнца гиперсфера в рамках пятимерной теории гравитации (Владимир Беляев) . Аномальное изменение скорости, подобное аномалии «Пионера», было обнаружено у четырёх космических аппаратов при гравитационном манёвре около Земли. Однако точно не установлено, вызваны ли они теми же причинами, что и рассматриваемая аномалия.
Объяснение: сила отдачи теплового излучения
В 1998 году появилась гипотеза, согласно которой эффект в полной мере может быть объяснён недооценённой силой отдачи теплового излучения. Однако точная оценка сил теплового излучения была трудна, так как требовались записи телеметрии температур аппарата и его детальная теплофизическая модель, а ни того, ни другого в то время доступно не было. Более того, все температурные модели предсказывали уменьшение эффекта со временем, чего в изначальном анализе не обнаружилось.
Один за другим эти препятствия были решены. Многие старые записи телеметрии были найдены и оцифрованы. Они дали графики энергопотребления и температуры блоков аппарата. Несколько команд построили подробные температурные модели, которые могли быть проверены на известных данных температур и энергопотребления, и позволили количественно вычислять силу давления теплового излучения. Длительный интервал навигационных записей показывал, что ускорение реально уменьшалось.
В июле 2012 года Слава Турышев с сотрудниками опубликовали статью в Physical Review Letters, которая объясняла аномалию:
Мы исследовали возможность аномального ускорения аппаратов Пионер 10 и Пионер 11 из-за силы отдачи, связанной с анизотропным испусканием теплового излучения аппаратами. Для этого, опираясь на проектную документацию, мы построили исчерпывающую теплофизическую модель конечных элементов обоих аппаратов. Потом мы численно решили уравнения теплопередачи и излучения, используя данные реальной телеметрии в качестве граничных условий. Мы использовали результаты этой модели для расчета эффекта силы тепловой отдачи Пионера 10 на различных гелиоцентрических дистанциях. Мы нашли, что величина, временно́е поведение и направление результирующего теплового ускорения подобны свойствам наблюдаемой аномалии. Новизна нашего исследования в том, что мы разработали параметризованную модель силы тепловой отдачи и оценили коэффициенты этой модели независимо [от теплофизической модели], по навигационным данным доплеровского слежения. Мы не нашли статистически значимой разницы между двумя оценками и считаем, что когда сила тепловой отдачи учтена точно, аномального ускорения не остаётся.
Physical Review Letters
Эта статья — наиболее детальный анализ на сегодня. Объяснение, базирующееся на силе тепловой отдачи, было поддержано и другими исследовательскими группами, использовавшими различные техники вычислений. Статьи включают утверждения: «Давление тепловой отдачи не является причиной аномалии пролёта „Розетты“, но, вероятно, решает аномалию ускорения, наблюдаемую для Пионера 10.» и «Это показывает, что всё аномальное ускорение может быть объяснено температурными эффектами».
Пионер-11 — (англ. Pioneer 11, Pioner G) — космический аппарат НАСА, предназначенный для изучения Юпитера и Сатурна. Первый космический аппарат, пролетевший мимо Сатурна.
Масса аппарата — 258,5 кг, в том числе научные приборы — 30 кг, высота — 2,9 м, максимальный поперечный размер (диаметр отражателя остронаправленной антенны) — 2,75 м. Отличие от аналогичного «Пионера-10» состояло лишь в наличии индукционного магнитометра для измерения интенсивных магнитных полей вблизи планет.
«Пионер-11» был запущен 6 апреля 1973 с помощью ракеты «Атлас». Мимо Юпитера аппарат пролетел в декабре 1974 на расстоянии около 40 тыс. км. от кромки облаков и передал подробные снимки планеты. В сентябре 1979 он прошёл на расстоянии около 20 тыс. км от облачной поверхности Сатурна, произведя различные измерения и передав фотографии планеты и её спутника Титана. В 1995 контакт с аппаратом был потерян.
После выполнения исследовательской миссии аппарат покинул пределы Солнечной системы и сейчас должен двигаться в направлении созвездия Щит.
Текущее состояние
По состоянию на 21 октября 2012 г., космический корабль отдалялся от Солнца со скоростью примерно 11,391 км/с, или 2,403 а. е. в год. Расстояние от Солнца составляло около 86,662 а. е. или 12,964 млрд км.
"Вояджер-1" ставит ученых в тупик
Астрофизики полагали, что их модель внешней части гелиосферы - гелиосферной мантии - точно отражает реальность. Но космический аппарат "Вояджер-1" показал, что это не так.

"Вояджер-1"
Космические аппараты-близнецы "Вояджер-1" и "Вояджер-2" - не просто старожилы, а, можно сказать, старожилы-рекордсмены: они были запущены еще в 1977 году в рамках одноименного проекта по изучению дальних планет Солнечной системы и до сих пор продолжают поставлять ученым ценную информацию. Правда, следует заметить, что в работоспособном состоянии находятся вроде бы и космические аппараты "Пионер-6", "Пионер-7" и "Пионер-8", запущенные еще раньше, соответственно в 1965, 1966 и 1967 годах, но их можно назвать старожилами лишь условно, поскольку связь с ними за ненадобностью не поддерживается.
Совсем иное дело - "Вояджеры": помимо впечатляющих заслуг прошлых лет (вроде передачи на Землю первых детальных снимков Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и ряда их спутников), у этих космических аппаратов имеются и ничуть не меньшие "текущие" заслуги.
"Вояджеры" перевыполняют план
В частности, "Вояджер-1" является на сегодняшний день самым удаленным от Солнца (и от Земли) рукотворным объектом: обогнав на пути в межзвездное пространство всех своих предшественников-соперников - космические зонды "Пионер-10" и Пионер-11" и брата-близнеца "Вояджер-2", - он первым покидает пределы Солнечной системы. И при этом продолжает поставлять информацию, порой ставящую астрофизиков в тупик и заставляющую их пересматривать давно устоявшиеся представления о том, как устроена та область космического пространства, где заканчивается Солнечная система и начинается межзвездная среда.

"Вояджеры" покидают Солнечную систему
Эта область характеризуется тем, что солнечный ветер - поток испускаемых нашим светилом ионизированных частиц, - наталкивается на межзвездный ветер, состоящий из частиц межзвездного вещества, и быстро тормозится. Его скорость, внутри Солнечной системы в сотни и тысячи раз превышающая скорость звука, резко падает ниже звукового порога - это происходит на границе ударной волны. Потерявшие сверхзвуковую скорость частицы солнечного ветра, продолжая тормозиться, начинают реагировать с окружающим межзвездным веществом, при этом формируется так называемая гелиосферная мантия. А ее внешняя граница - она носит название гелиопаузы - считается и внешней границей Солнечной системы в целом.
"Вояджер-1" загадывает загадки
Хотя в СМИ не раз появлялись сообщения о том, что "Вояджеры" якобы уже покинули Солнечную систему и вышли в межзвездное пространство, на самом деле это не так. Судя по всему, оба "Вояджера" находятся внутри гелиосферной мантии, однако пока не достигли гелиопаузы, говорит профессор Стаматиос Кримигис (Stamatios Krimigis), глава космического отдела Лаборатории прикладной физики при университете Джонса Хопкинса в городе Лорел, штат Мэриленд, и научный руководитель проекта "Вояджер-1": "25 августа прошлого года аппарат зарегистрировал резкое ослабление солнечного ветра. Количество ионизированных частиц уменьшилось на 3 порядка, они почти полностью исчезли. Одновременно довольно значительно - на 20-30 процентов - увеличилось количество межзвездных частиц. И мы решили, что "Вояджер-1" преодолел границу Солнечной системы".
Поначалу поступавшие от аппарата данные в полной мере отвечали ожиданиям ученых, говорит профессор Кримигис: "Но потом мы обнаружили, что силовые линии магнитного поля Солнца, в котором продолжает свой полет "Вояджер-1", все еще лежат в плоскости, параллельной плоскости орбит планет. Между тем, в межзвездном пространстве вектор поля должен был изменить свое направление. Но мы этого не наблюдаем".
Пять раз через одну границу
Во всяком случае, пока. Получается, что если за критерий принять ситуацию с частицами солнечного ветра и межзвездного вещества, то "Вояджер-1" покинул Солнечную систему, а если судить по направленности магнитного поля, то не покинул. Это противоречие не поддается объяснению в рамках существующей модели строения внешней области гелиосферы - гелиосферной мантии.
Но и списать эффект на ошибку измерений невозможно: об их достоверности говорит, например, то, что приборы "Вояджера-1" зарегистрировали в общей сложности пять резких ослаблений солнечного ветра, четыре из которых вскоре снова сменялись его усилением, и лишь последнее ослабление оказалось вроде бы окончательным и бесповоротным. То есть аппарат пересекал некую границу не один, а пять раз. Профессор Кримигис говорит: "Это многократное пересечение границы логично объяснить тем, что она представляет собой пусть довольно узкую и четко очерченную, но не статичную, а подвижную зону. Она сдвигается то вперед, то назад - наподобие прибойной волны на пологом пляже".
Мантия пополнилась новым регионом
Теперь же "Вояджер-1" оказался в каком-то неизвестном регионе космического пространства, существование которого не было предсказано ни одной научной теорией. В результате ученым пришлось срочно вносить коррективы в свои представления о структуре гелиосферной мантии. Раньше считалось, что она состоит из двух регионов - региона торможения, в котором солнечный ветер продолжает замедляться, и региона стагнации, в котором индукция магнитного поля Солнца резко возрастает вследствие уплотнения, вызванного усилением давления заряженных частиц межзвездной среды.
Теперь же исследователи "нарастили" гелиосферную мантию снаружи еще одним регионом - зоной истощения. Она характеризуется направленностью межзвездного ветра, хотя до сих пор считалось, что космическое излучение здесь должно быть изотропным, и аномальной структурой магнитного поля. Получается, что и не покинув еще Солнечную систему, "Вояджер-1" уже предложил ученым совершенно новый и неожиданный объект для исследований. Однако едва ли те смогут предсказать, станет ли зона истощения последним перед гелиопаузой регионом гелиосферной мантии или ее придется опять "наращивать".
Прикрепления: 3465622.jpg(27Kb) · 4213660.jpg(22Kb) · 1756704.jpg(25Kb)
 
НиксДата: Воскресенье, 15.06.2014, 19.35 | Сообщение # 2
Админ
Группа: Администраторы
Сообщений: 358
Репутация: 0
Статус: Offline
Цитата Никс ()
Эта область характеризуется тем, что солнечный ветер - поток испускаемых нашим светилом ионизированных частиц, - наталкивается на межзвездный ветер, состоящий из частиц межзвездного вещества, и быстро тормозится. Его скорость, внутри Солнечной системы в сотни и тысячи раз превышающая скорость звука, резко падает ниже звукового порога - это происходит на границе ударной волны.

Скорость звука?, в какой среде??
Цитата Никс ()
Потерявшие сверхзвуковую скорость частицы солнечного ветра, продолжая тормозиться, начинают реагировать с окружающим межзвездным веществом

Ну ладно: не я писал!
Такое впечатление, что статью писал дилетант, надо идти в википедию- смотреть!
 
НиксДата: Понедельник, 31.07.2017, 23.51 | Сообщение # 3
Админ
Группа: Администраторы
Сообщений: 358
Репутация: 0
Статус: Offline
Скорость звука и скорость света.
Скорости распространения волн в межзвездном газе велики, классификация их как звуковых?, тем более говорить о скорости частиц испускаемых нашим светилом ионизированных частиц, которые летят по инерции!
Ну, да!, в принципе как то нужно описывать эти процессы, тут всё верно.
А вот скорость света?
Если скорость звука зависит от плотности среды, в которой распространятся волна и растёт с увеличением плотности среды, то скорость света инвариантная константа, т.е. она численно постоянна, но при прохождении более плотного пространства, она уменьшается с точки зрения внешнего наблюдателя.
Такое пространство извне, практически ненаблюдаемо, но внешний наблюдатель должен заметить увеличения времени прохождения светового импульса, данного участка пространства.
 
Форум » Наш мир. » Основы мироздания. » Система отсчета солнечной системы. (Собственное пространство солнечной системы?)
Страница 1 из 11
Поиск:

Copyright MyCorp © 2017
Бесплатный конструктор сайтов - uCozЯндекс.Метрика