Efecto Pioneer

Efecto Pioneer

El efecto Pioneer fue una anomalía observada en la aceleración con la que retornaron dos sondas espaciales (Pioneer 10 y Pioneer 11) después de haber viajado fuera del sistema solar. Esta aceleración adicional, aunque fue pequeña, ha sido motivo de debate, planteando diferentes teorías como la de la presión de radiación anisotrópica causada por la perdida de calor de la  nave espacial y la teoría de las cinco dimensiones.

Una de las teorías que ha ganado gran aceptación es la siguiente. La nave espacial, que está rodeada por un vacío ultra-elevado y esta alimentado por un generador termoeléctrico de radioisótopo, puede perder calor solo por vía de radiación térmica. Si, debido al diseño de la nave espacial, mas calor es emitido en una dirección particular -lo que es conocida como anisotropía de radiación- entonces la nave espacial podría acelerarse ligeramente en la dirección opuesta al exceso de radiación emitida debido al retroceso de los fotones térmicos -fuerza de retroceso térmico-. Si el exceso de radiación y la presión de radiación correspondiente fue apuntado en una dirección general opuesta a la del sol, la velocidad de la nave espacial hacia fuera de la galaxia sería decreciente a una taza mayor que la que podría ser explicada por las fuerzas reconocidas previamente, como la gravedad u la fricción de traza, debido al medio interplanetario (vacío imperfecto). Sin embargo, análisis posteriores han puesto en duda la insignificancia de esta nueva fuerza y creen que esta no tendría efectos significativos en la aceleración de los cuerpos.

Los análisis demostraron que las naves espaciales se movían más lento de lo que se esperaba y mientras más mediciones se realizaban esto se confirmaba; esto es, existía una fuerza adicional que estaba influyendo en el desplazamiento de ambas naves espaciales que las afectaba tanto dentro del sistema solar como fuera. Esta fuerza adicional aproximadamente causaba una aceleración constante hacia el sol de valor (8.74±1.33)×10−10 m/s2  sobre ambas naves espaciales. Este pequeño valor puede llegar a ser muy significativo ya que en el periodo de un año, las naves se encontraban 400 km más cerca del sol de lo que se esperaba a partir de todas las fuerzas conocidas y esta anomalía no podía ser resultado de la fuerza de retroceso térmico.

Debido a esto era necesario reconsiderar todas las fuerzas evaluadas y así se llego a la conclusión de que se estaba cometiendo un errar en la estimación del valor de la fuerza de retroceso térmico y una vez corregido este parámetro no quedaba ninguna fuerza de aceleración anómala

Años más tarde se lanzó la sonda Cassini con destino a saturno y con ella se encontró otra anomalía que no podía ser corregida con las consideraciones del efecto de la fuerza de retroceso térmico. Esta aceleración tenía signo negativa. Esta anomalía tiene dos características: era periódica e inició cuando la sonda se encontró cerca de Saturno.

Primero, la anomalía tenia una aparente periodicidad anual y una aparente periodicidad diaria sideral con respecto a la tierra, con amplitudes que son formalmente mayores que el error presupuesto. Ambas anomalías periódicas son probablemente parte de un mismo problema de modelado. Segundo, el valor de la anomalía medida durante un período durante y después del encuentro de Pioneer 11 con Saturno tuvo una incertidumbre relativamente alta y un valor significativamente menor.

Aún quedan muchas interrogantes sueltas; sin embargo, este fenómeno puede ser fácilmente explicable bajo el análisis de cinco dimensiones en la que una dimensión adicional compactada produce una aceleración adicional sobre los cuerpos, aunque esta toma valores muy pequeños.

Bibliografía:

-Turyshev, S. G.; Toth, V. T.; Ellis, J.; Markwardt, C. B. (2011). "Support for temporally varying behavior of the Pioneer anomaly from the extended Pioneer 10 and 11 Doppler data sets". Physical Review Letters. 107 (8): 81103. arXiv:1107.2886 

-Pioneer anomaly

-W. B. Belayev y D. Yu. Tsipenyuk, Gravy-electromagnetism in five dimensions and moving bodies in galaxy area, , Spacetime and Sustance, Vol. 5 (2004), No. 2 (22), pp. 49-52.