Пальцем в космос

Гравитационные маневры в космосе проходят не по теории

Гравитационные маневры аппаратов в открытом космосе поколебали расчёты, основанные на современных представлениях физики. Теперь учёным предстоит выяснить - то ли ошибка в теории, то ли расчёты неправильные. В любом случае, космические зонды в итоге летят не туда, так что проблему предстоит решать. И быстро.

Група американских ученых во главе с Джоном Андерсоном установила, что гравитационные маневры космических аппаратов вблизи планет на практике проходят не совсем так, как это должно быть согласно расчетам.

При пролете планеты аппараты получают небольшую дополнительную энергию в сравнении с расчетной. Интересно, что эффект обнаружен даже для маневров, совершавшихся в гравитационном поле Земли, а не только планет-гигантов (возле Земли совершали свои маневры аппараты Galileo, NEAR и Rosetta).

Гравитационные маневры впервые просчитывали в NASA в 1960-х, когда началась подготовка «Большого тура» по Солнечной системе (миссия Voyager). Такие маневры призваны сэкономить топливо зонда и увеличить (в случае полетов к внешним планетами т.п.) или уменьшить (в случае полета к внутренним планетам и другим телам, для достижения которых надо «притормозить») кинетическую энергию аппарата. Космический зонд разгоняется или тормозится гравитационным полем планеты (как правило - планеты-гиганта). Дополнительная энергия передается аппарату в результате гравитационного взаимодействия трех тел - аппарата, планеты и Солнца. Теоретическое обоснование таких маневров опирается еще на работы Лагранжа и Якоби.

Однако наблюдения авторов (а ведущий автор руководил расчетами полетов некоторых миссий NASA) показали, что получаемое зондами ускорение очень ненамного, но отличается от того, которое он должен получить согласно вычислениям.

Впервые действие этого необъяснимого эффекта обнаружили в движении зондов Pyoneer-10 и Pyoneer -11. После пролета Сатурна они получили дополнительное ускорение 8,74±1,33х10-8см/с2, направленное к Солнцу. Кстати, первооткрывателем «аномалии Пионеров» стал также Джон Андерсон.

Некоторые СМИ уже поспешили заявить, что работа подрывает основы гравитации. Однако и сами авторы, и некоторые ученые так не считают.

Так, сотрудник Государственного астрономического института имени П.К. Штернберга Сергей Попов пишет, что ключевые слова в сообщении американцев - «в сравнении с расчетной». Что бы ни писали журналисты, скорее всего, дело не в основах гравитации, а в том, что модель, которой пользовались ученые при расчетах гравитационных маневров, не учитывает каких-то тонких эффектов. Что отнюдь не делает открытое явление менее интересным и важным как для физиков-теоретиков, так и для практического освоения Солнечной системы.