Ғарыш кемелерінің бәсеңдеуінен ауытқу: "Пионер" аномалиясының шешімі

Пайнер аномалиясы: ғарыш кемелерінің күтілмеген баяулауы. Бұл эффект жылу шығынынан туындаған радиациялық қысыммен түсіндірілді.

11 мин оқу

100%

Дереккөз: Pioneer anomaly — Wikipedia

Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.

Мазмұны

Кіріспе

Пионер аномалиясы немесе Пионер эффектісі – Пионер 10 және Пионер 11 ғарыш кемелерінің Күн жүйесінен шыққаннан кейін траекториялары бойынша күтілген үдеулерден байқалған ауытқу. Бұл аномалия көп жылдар бойы қызығушылық тудырды, бірақ кейіннен ғарыш кемесінің жылу шығынынан туындаған анизотроптық сәулелену қысымымен түсіндірілді. Екі Пионер ғарыш кемесі де Күн жүйесінен қашып бара жатыр, бірақ Күннің гравитациялық күшінің әсерінен жылдамдығы төмендеп келеді. Навигациялық деректерді мұқият зерттегенде, ғарыш кемелерінің күтілгеннен сәл баяулағаны анықталды. Бұл әсер Күнге қарай өте шағын үдеу, шамасы 8,74⋅10⁻⁹ м/с², бұл он жыл ішінде шығу жылдамдығын 1 км/сағ-қа төмендетуге тең. Екі ғарыш кемесі де 1972 және 1973 жылдары ұшырылды. Аномальды үдеу алғаш рет 1980 жылы байқалды, бірақ 1994 жылға дейін жан-жақты зерттелген жоқ. Соңғы рет екі ғарыш кемесімен 2003 жылы байланыс орнатылды, бірақ жазылған деректерді талдау жалғасуда. Аномалияны түсіндіру үшін ғарыш кемесінің мінез-құлқына және гравитацияның өзіне қатысты әртүрлі түсіндірмелер ұсынылды. 1998-2012 жылдар аралығында белгілі бір түсіндірме қабылданды. Өте жоғары вакууммен қоршалған және әрқайсысы радиоизотопты термоэлектрлік генератормен (РТГ) қуаттандырылатын ғарыш кемелері жылуды тек жылу сәулесі арқылы ғана шығара алады. Егер ғарыш кемесінің конструкциясына байланысты, радиациялық анизотропия деп аталатын жылудың көбірек бөлігі белгілі бір бағытта шығылса, онда ғарыш кемесі жылу фотондарының кері реакциясынан туындаған артық сәулеленудің қарама-қарсы бағытына қарай сәл үдеуге ие болады. Егер артық сәулелену және оған ілеспе сәулелену қысымы Күнге қарама-қарсы бағытта бағытталса, онда ғарыш кемесінің Күннен алыстау жылдамдығы бұрыннан белгілі күштермен (мысалы, гравитация және планетаралық ортаның (толық емес вакуум) салдарынан болатын сүрткіш күштер) түсіндірілетін жылдамдықтан тезірек төмендейді. 2012 жылға қарай әртүрлі топтардың бірнеше мақалалары, ғарыш кемесіне тән жылулық сәулелену қысымы күштерін қайта талдап, мұқият есепке алудың бүкіл аномалияны түсіндіретінін көрсетті; демек, себебі қарапайым және ешқандай жаңа құбылысқа немесе физика заңдарын жаңарту қажеттілігіне нұсқау бермейді. Қазіргі уақыттағы ең егжей-тегжейлі талдау, бастапқы зерттеушілердің кейбіреулері, жылу күштерін бағалаудың екі әдісін қарастырып, "екі бағалау арасында статистикалық маңызды айырмашылық жоқ және [ ] жылу кері реакция күші дұрыс есепке алынғаннан кейін, ешқандай аномальды үдеу қалмайды" деген қорытындыға келді.

Deviation in spacecraft deceleration

The Pioneer anomaly, or Pioneer effect, was the observed deviation from predicted accelerations of the Pioneer 10 and Pioneer 11 spacecraft after they passed about on their trajectories out of the Solar System. The apparent anomaly was a matter of much interest for many years but has been subsequently explained by anisotropic radiation pressure caused by the spacecraft's heat loss. Both Pioneer spacecraft are escaping the Solar System but are slowing under the influence of the Sun's gravity. Upon very close examination of navigational data, the spacecraft were found to be slowing slightly more than expected. The effect is an extremely small acceleration towards the Sun, of 8.74, which is equivalent to a reduction of the outbound velocity by 1 km/h over a period of ten years. The two spacecraft were launched in 1972 and 1973. The anomalous acceleration was first noticed as early as 1980 but not seriously investigated until 1994. The last communication with either spacecraft was in 2003, but analysis of recorded data continues. Various explanations, both of spacecraft behavior and of gravitation itself, were proposed to explain the anomaly. Over the period from 1998 to 2012, one particular explanation became accepted. The spacecraft, which are surrounded by an ultra high vacuum and are each powered by a radioisotope thermoelectric generator (RTG), can shed heat only via thermal radiation. If, due to the design of the spacecraft, more heat is emitted in a particular direction by what is known as a radiative anisotropy, then the spacecraft would accelerate slightly in the direction opposite of the excess emitted radiation due to the recoil of thermal photons. If the excess radiation and attendant radiation pressure were pointed in a general direction opposite the Sun, the spacecraft's velocity away from the Sun would be decreasing at a rate greater than could be explained by previously recognized forces, such as gravity and trace friction due to the interplanetary medium (imperfect vacuum). By 2012, several papers by different groups, all reanalyzing the thermal radiation pressure forces inherent in the spacecraft, showed that a careful accounting of this explains the entire anomaly; thus the cause is mundane and does not point to any new phenomenon or need to update the laws of physics. The most detailed analysis to date, by some of the original investigators, explicitly looks at two methods of estimating thermal forces, concluding that there is "no statistically significant difference between the two estimates and [ ] that once the thermal recoil force is properly accounted for, no anomalous acceleration remains."

Сипаттама

Пионер 10 және 11 Юпитер және Юпитер/Сатурнға миссиялармен жіберілді. Екі ғарыш кемесі де жоғары күшейткіш антенналарын Жерге бағыттау үшін гироскопиялық күштерді пайдаланып, айналу арқылы тұрақталды. Ғарыш кемелері қозғалтқыштармен жабдықталған болғанымен, планеталармен кездескеннен кейін олар тек жарты жылдық конустық сканерлеу маневрлері үшін қолданылды, бұл Жерді оның орбитасында бақылауға және оларды сыртқы Күн жүйесі арқылы ұзақ "круиз" фазасында қалдыруға мүмкіндік берді. Осы кезеңде екі ғарыш кемесі де олардың физикалық ортасының әртүрлі өлшемдерін алу үшін бірнеше рет байланысқа түсті, бұл олардың бастапқы миссиялары аяқталғаннан кейін ұзақ уақыттан соң құнды ақпаратты қамтамасыз етті. Ғарыш кемелері "круиз" кезінде дерлік қосымша тұрақтандыру импульстарынсыз ұшқандықтан, күн ортасының тығыздығын ғарыш кемесінің қозғалысына тигізетін әсері арқылы сипаттауға болады. Сыртқы Күн жүйесінде бұл әсер терең ғарыш ортасының жердегі өлшемдеріне негізделген есептеулермен оңай анықталады. Осы әсерлерді, сондай-ақ басқа барлық белгілі әсерлерді ескергенде, Пионерлердің есептелген орны ғарыш кемесінен жіберілген радиосигналдардың қайтарылу уақытына негізделген өлшемдермен сәйкес келмеді. Бұл екі ғарыш кемесі де Күн жүйесінің ішкі бөлігіне қажеттіден әлдеқайда жақын екенін көрсетті, мыңдаған шақырымға, Күннен алыстығына қарағанда аз болғанымен, статистикалық тұрғыдан маңызды болды. Бұл айқын қарама-қайшылық уақыт өте келе, өлшемдер қайталанғанда өсті, бұл аномалияны тудыратын нәрсе әлі де ғарыш кемесіне әсер ететінін көрсетті. Аномалияның күшеюіне байланысты ғарыш кемелері күткеннен баяу қозғалып бара жатқандай көрінді. Доплер эффектісін пайдалана отырып, ғарыш кемесінің жылдамдығын өлшеулер де соны көрсетті: байқалған қызыл жылжу күтілгеннен аз болды, яғни Пионерлер күткеннен көп тежелді. Ғарыш кемесіне әсер ететін барлық белгілі күштер ескерілгенде, өте кішкентай, бірақ түсіндірілмейтін күш қалды. Бұл екі ғарыш кемесі үшін де шамамен 8,74 бірлікпен Күнге қарай тұрақты үдеу тудырды. Егер ғарыш кемесінің орны бір жыл бұрын өлшенген жылдамдық пен белгілі күштерге (көбінесе гравитацияға) негізделген болса, олар жыл соңында Күнге 400 км жақын анықталды. Қазіргі уақытта бұл аномалияның себебі жылулық кері реакция күштері деп есептеледі.

Pioneer 10 and 11 were sent on missions to Jupiter and Jupiter/Saturn respectively. Both spacecraft were spin stabilised in order to keep their high gain antennas pointed towards Earth using gyroscopic forces. Although the spacecraft included thrusters, after the planetary encounters they were used only for semiannual conical scanning maneuvers to track Earth in its orbit, leaving them on a long "cruise" phase through the outer Solar System. During this period, both spacecraft were repeatedly contacted to obtain various measurements on their physical environment, providing valuable information long after their initial missions were complete. Because the spacecraft were flying with almost no additional stabilization thrusts during their "cruise", it is possible to characterize the density of the solar medium by its effect on the spacecraft's motion. In the outer Solar System this effect would be easily calculable, based on ground based measurements of the deep space environment. When these effects were taken into account, along with all other known effects, the calculated position of the Pioneers did not agree with measurements based on timing the return of the radio signals being sent back from the spacecraft. These consistently showed that both spacecraft were closer to the inner Solar System than they should be, by thousands of kilometres—small compared to their distance from the Sun, but still statistically significant. This apparent discrepancy grew over time as the measurements were repeated, suggesting that whatever was causing the anomaly was still acting on the spacecraft. As the anomaly was growing, it appeared that the spacecraft were moving more slowly than expected. Measurements of the spacecraft's speed using the Doppler effect demonstrated the same thing: the observed redshift was less than expected, which meant that the Pioneers had slowed down more than expected. When all known forces acting on the spacecraft were taken into consideration, a very small but unexplained force remained. It appeared to cause an approximately constant sunward acceleration of 8.74 for both spacecraft. If the positions of the spacecraft were predicted one year in advance based on measured velocity and known forces (mostly gravity), they were actually found to be some 400 km closer to the sun at the end of the year. This anomaly is now believed to be accounted for by thermal recoil forces.

Түсіндіру: жылулық керілу күші

1998 жылдан бастап, жылулық кері итеру күші кемсінбей бағаланғаны және мүмкін, аномалияның барлығын түсіндіруі мүмкін деген ұсыныстар айтылды. Дегенмен, жылулық күштерді дәл есептеу қиын болды, себебі бұл үшін ғарыш кемесінің температурасының телеметриялық тіркемелері мен егжей-тегжейлі жылулық модель қажет еді, ал олардың екеуі де сол кезде қолжетімді болған жоқ. Бұған қоса, барлық жылулық модельдер әсердің уақыт өте келе азаятынын болжады, бірақ бұл бастапқы талдауда көрінбеді. Бір-бірлеп осы қарсылықтар шешілді. Көптеген ескі телеметриялық тіркемелер табылып, қазіргі форматқа аударылды. Бұл ғарыш кемесінің кейбір бөліктерінің қуат тұтынуын және температурасын көрсетті. Бірнеше топ егжей-тегжейлі жылулық модельдер құрастырды, оларды белгілі температуралар мен қуаттармен салыстырып тексеруге және кері итеру күшін сандық түрде есептеуге мүмкіндік берді. Навигациялық тіркемелердің ұзақ мерзімділігі үдеудің шындығында азайып бара жатқанын көрсетті. 2012 жылдың шілдесінде Slava Turyshev және авторлар тобы Physical Review Letters журналында аномалияны түсіндіретін мақала жариялады. Жұмыс Pioneer 10 ғарыш кемесіне жылулық кері итеру күшінің әсерін зерттеді және «жылулық кері итеру күші дұрыс ескерілгеннен кейін, аномальды үдеу қалмайды» деген қорытындыға келді.

Басқа миссиялардың мәліметтері

Пионерлер бұл әсерді анықтауға ерекше жарамды болды, өйткені олар ұзақ уақыт бойы қосымша бағытты түзеусіз ұшып жүрді. Пионерлерден кейін ұшырылған көптеген ғарыш аппараттары планеталардың бірінде тоқтады немесе миссиясы барысында итермелеуді пайдаланды. Вояджерлер Пионерлерге ұқсас миссиялық профильмен ұшты, бірақ спиндік тұрақтандырылмады. Оның орнына, Жермен бағытталған күйін сақтау үшін олар қозғалтқыштарын жиі қосуға мұқтаж болды. Вояджерлер сияқты ғарыш кемелері жиі бағытты түзету үшін жасалған итермелердің салдарынан жылдамдықтың шағын және болжауға келмейтін өзгерістерін бастан кешіреді. Бұл "шу" Пионер эффектісі сияқты кішігірім үдеулерді өлшеуді қиындатады; 10−9 м/с2 үдеуін анықтау мүмкін емес. Кассини Сатурнға жеткеннен кейін, кіріктіру күйдірісінде және Гюйгенс зондын босатуда қолданылған отынның көп бөлігінен айырылды, бұл оның массасын азайтты. Бұл сәулелену күштерінен туындайтын үдеуді арттырады, өйткені олар кішірек массаға әсер етеді. Үдеудегі бұл өзгеріс сәулелену күштерін кез келген гравитациялық үдеуге тәуелсіз өлшеуге мүмкіндік береді. Круиздік және Сатурн орбитасының нәтижелерін салыстыру Кассини үшін модельделмеген үдеудің басым бөлігі сәулелену күштеріне байланысты екенін көрсетті, тек өте шағын қалдық үдеу болды, ол Пионер үдеуінен әлдеқайда кішкентай және кері таңбалы. New Horizons ғарыш зондының гравитациялық емес үдеуі шамамен 1,25 x 10−9 м/с2 күнге қарай өлшенді, бұл Пионерде байқалған әсерден сәл үлкен. Термиялық әсерлерді модельдеу 1,15 x 10−9 м/с2 күндік үдеуді болжады, ал белгісіздіктерді ескере отырып, өлшенген үдеу гравитациялық емес күштердің көзі ретінде термиялық сәулеленумен сәйкес келеді. Өлшенген үдеу RTG-нің азаюымен күтілетіндей, бірте-бірте төмендеп барады.

Термиялық ерітіндіге қатысты ықтимал мәселелер

Аномалияның бастапқыда хабарланған екі ерекшелігі бар, олар жылулық шешіммен қарастырылмаған: аномалияның мерзімдік өзгеруі және аномалияның Сатурн орбитасына жақын жерде пайда болуы. Біріншіден, аномалияның көрінетін жылдық және көрінетін Жердің күн сайынғы сидериялық мерзімділігі бар, олардың амплитудалары формальды түрде қателік шегінен жоғары. Дегенмен, сол мақалада бұл мәселенің аномалиямен байланысты емес екендігі айтылады: «Жылдық және тәуліктік компоненттер бір модельдеу қателігінің әртүрлі көріністері болуы мүмкін. [ ] Мұндай модельдеу мәселесі, таңдалған координаттық жүйеге қатысты ғарыш аппаратының бағдарлау параметрлерінде қателер болғанда туындайды». Екіншіден, Пионер-11 Сатурнмен кездескен кезде және одан кейін өлшенген аномалияның мәні салыстырмалы түрде жоғары белгісіздікке ие болды және айтарлықтай төмен шамада болды. Турышев және авторлардың 2012 жылғы мақаласында термиялық талдау тек Пионер-10 аппаратымен салыстырылды. Пионер аномалиясы Пионер-10 Сатурн орбитасынан өткенге дейін анықталмады. Алайда, соңғы талдау мынаны көрсетеді: «2-сурет бұрын хабарланған Пионер аномалиясының «пайда болуы» шын мәнінде күннің жылулық әсерін дұрыс емес модельдеудің нәтижесі болуы мүмкін екенін күшті түрде ұсынады; бұл мәселе ерте траекториялық деректерді қосымша талдау арқылы шешілуі мүмкін». Сыртқы планеталар мен олардың серіктерінің қозғалысын дәл өлшеу және модельдеу Пионер аномалиясының гравитациялық сипаттағы құбылыс болу ықтималдығын төмендетті. Алайда, басқалар сыртқы планеталар мен карлик планета Плутонның қозғалысы туралы біліміміз әлі де Пионер аномалиясының гравитациялық табиғатын жоққа шығаруға жеткіліксіз деп санайды. Сол авторлар Күн жүйесінің шетіндегі гравитациялық Пионер типті қосымша үдеудің болуын Транс-Нептун объектілерінің үлгісін пайдалану арқылы жоққа шығарды. Пионер эффектісінің шамасы (8.74) сандық тұрғыдан жарық жылдамдығы мен Хаббл тұрақтысының көбейтіндісіне (6.59) өте жақын, бұл космологиялық байланыстың болуын көрсетеді, бірақ қазір бұл ерекше маңызға ие емес деп есептеледі. Шындығында, Турышев пен Тоттың 2010 жылғы Jet Propulsion Laboratory жүргізген шолуы, космологиялық байланысты қарастырғаннан кейін, дәстүрлі көздерді қарастыру арқылы жоққа шығарды, ал басқа ғалымдар космологиялық модельдердің физикалық салдарына негізделген дәлелдер ұсынды. Гравитациялық байланыстағы нысандар, мысалы Күн жүйесі немесе тіпті Көкжол, ғаламның кеңеюіне қатыспауы керек – бұл дәстүрлі теориядан да, тікелей өлшеулерден де белгілі. Бұл, планеталық секулярлық үдеулерден туындаған сүйреу әсерлері арқылы жаңа физиканың мүмкін космологиялық шығу тегіне кедергі келтірмейді.

There are two features of the anomaly, as originally reported, that are not addressed by the thermal solution: periodic variations in the anomaly, and the onset of the anomaly near the orbit of Saturn. First, the anomaly has an apparent annual periodicity and an apparent Earth sidereal daily periodicity with amplitudes that are formally greater than the error budget. However, the same paper also states this problem is most likely not related to the anomaly: "The annual and diurnal terms are very likely different manifestations of the same modeling problem. [ ] Such a modeling problem arises when there are errors in any of the parameters of the spacecraft orientation with respect to the chosen reference frame." Second, the value of the anomaly measured over a period during and after the Pioneer 11 Saturn encounter had a relatively high uncertainty and a significantly lower value. The Turyshev, et al. 2012 paper compared the thermal analysis to the Pioneer 10 only. The Pioneer anomaly was unnoticed until after Pioneer 10 passed its Saturn encounter. However, the most recent analysis states: "Figure 2 is strongly suggestive that the previously reported "onset" of the Pioneer anomaly may in fact be a simple result of mis modeling of the solar thermal contribution; this question may be resolved with further analysis of early trajectory data". that increasingly accurate measurements and modelling of the motions of the outer planets and their satellites undermined the possibility that the Pioneer anomaly is a phenomenon of gravitational origin. However, others believed that our knowledge of the motions of the outer planets and dwarf planet Pluto was still insufficient to disprove the gravitational nature of the Pioneer anomaly. The same authors ruled out the existence of a gravitational Pioneer type extra acceleration in the outskirts of the Solar System by using a sample of Trans Neptunian objects. The magnitude of the Pioneer effect (8.74) is numerically quite close to the product (6.59) of the speed of light and the Hubble constant , hinting at a cosmological connection, but this is now believed to be of no particular significance. In fact the latest Jet Propulsion Laboratory review (2010) undertaken by Turyshev and Toth claims to rule out the cosmological connection by considering rather conventional sources whereas other scientists provided a disproof based on the physical implications of cosmological models themselves. Gravitationally bound objects such as the Solar System, or even the Milky Way, are not supposed to partake of the expansion of the universe—this is known both from conventional theory and by direct measurement. This does not necessarily interfere with paths new physics can take with drag effects from planetary secular accelerations of possible cosmological origin.

Ауыспау моделі

Қазіргі модельде нақты төмендеу бірнеше себепке байланысты ескерілмеген болуы мүмкін деген пікір бар.

Сезімталдық

Мүмкін, баяулауды Куйпер белдеуі немесе қара материя сияқты белгісіз көздерден келетін гравитациялық күштер тудыруы мүмкін. Алайда, бұл үдеу сыртқы планеталардың орбиталарында байқалмайды, сондықтан кез келген жалпы гравитациялық түсіндірме баламалық принципті бұзуы керек (төмендегі өзгертілген инерцияға қараңыз). Сол сияқты, бұл аномалия Нептунның серіктерінің орбиталарында да көрінбейді, бұл Пионер аномалиясы Күннен қашықтығына байланысты конвенциялық емес гравитациялық құбылыс болуы мүмкін деген пікірге қарсы тұрады.

Байқау немесе жазу қателері

Байқау қателерінің, оның ішінде өлшеу және есептеу қателерінің болу мүмкіндігі деректерді аномалия ретінде түсіндіруге себеп ретінде ұсынылды. Осыдан шамалау және статистикалық қателер туындауы мүмкін. Дегенмен, қосымша талдаулар маңызды қателердің болуы ықтимал емес екенін көрсетті, себебі 2010 жылдың наурыз айына дейін жеті тәуелсіз талдау "Пионер" аномалиясының бар екенін растады. Әсері өте шағын болғандықтан, бұл зерттеу зондтарының өмірлік циклында деректерді жинау әдістеріндегі айырмашылықтардан туындаған статистикалық аномалия болуы мүмкін. Осы кезеңде қабылдағыш құралдар, қабылдау орындары, деректерді жазу жүйелері және жазу форматтары сияқты көптеген өзгерістер енгізілді.

Сезімталдықтың өзгертілген анықтамасы

Модификацияланған Ньютондық динамика немесе MOND гипотезасы, гравитация күшінің дәстүрлі Ньютондық шамадан 10−10 м/с2 деңгейіндегі өте төмен үдеулерде мүлдем басқа күш заңына өзгеретінін ұсынады. Күн жүйесінің сыртқы бөлігіндегі ғарыш кемелеріне түсетін төмен үдеулерді ескере отырып, MOND күшін танытуы мүмкін, бұл қалыпты гравитациялық теңдеулерді өзгертуге әкеледі. Айдың лазерлік қашықтығын өлшеу эксперименті, LAGEOS спутниктерінің деректерімен бірге, Пионер аномалиясының себебі қарапайым гравитациялық өзгеріс болуы мүмкін деген пікірді жоққа шығарады. Күн жүйесі планеталарының перигелиясының бойлықтарының прецессиясы, Пионер аномалиясын сипаттауға қабілетті Күнге қарай аномальдық гравитациялық өрістің болуын көрсететін ешқандай дерек жоқ.

Өзгертілген инерцияның анықтамасы

MOND сонымен қатар инерцияның модификациясы ретінде қарастырылуы мүмкін, мүмкін вакуумдық энергиямен өзара әрекеттесу нәтижесінде. Мұндай траекторияға тәуелді теория орбитадағы планеталарға және Пионер ғарыш кемелеріне олардың қашқыш траекторияларында байқалатын әртүрлі үдеулерді түсіндіре алады. Модификацияланған инерцияның жаңа моделін растау үшін жердегі сынақ жүргізу ұсынысы да жасалған.

Параметрлік уақыт

Тағы бір теориялық түсіндірме атомдық уақыт пен астрономиялық уақыттың сәйкес келмеуіне негізделген, бұл аномалиямен бірдей байқалатын із қалдыруы мүмкін.

Кеңейіп жатқан ғаламдағы аспан эфемеридтері

Пионерлік аномалияны түсіндірудің тағы бір ұсынысы – фондық кеңістік-уақыт космологиялық Фридманн-Лемайтр-Робертсон-Уокер метрикасымен сипатталады, ол Минковскийдің тегіс емес. Бұл кеңістік-уақыт манифольді моделінде жарық конформдық космологиялық уақытқа қатысты біркелкі қозғалады, ал физикалық өлшемдер бақылаушының космостық уақытқа сәйкес келетін дұрыс уақытын тіркейтетін атомдық сағаттардың көмегімен жүзеге асырылады. Бұл айырмашылық Пионер экспериментінде өлшенген Доплер жылжуының дәл сандық мәні мен белгісін қамтамасыз етеді. Дегенмен, бұл түсіндірме жылу эффектілерінің жалпы эффектінің шағын бөлігін құрауы керек, бұл көптеген зерттеулер бағалаған басым бөлікке қайшы келеді.

Қосымша зерттеу бағыттары

Бұл аномалияның басқа ғарыш кемелерінде байқалған ұшу аномалиясымен байланысты болуы мүмкін, бірақ дәлелденбеген. Жағдайлар мүлдем басқаша болғанымен (планетаның жанынан өту және терең ғарыштағы саяхат), жалпы әсері ұқсас – әдеттегі гравитациялық үдеудің үстіне кішкентай, бірақ түсіндірілмейтін жылдамдық өзгерісі байқалады. «Пионер» ғарыш кемелері енді жаңа деректер беріп тұрған жоқ (соңғы байланыс 2003 жылдың 23 қаңтарында болды), ал басқа терең ғарыш миссияларын зерттеуге болар еді («Галилео» және «Кассини») – олардың миссиялары аяқталғанда сәйкесінше Юпитер мен Сатурн атмосферасына жойылды. Бұл әрі қарай зерттеу үшін бірнеше мүмкіндіктерді қалдырады:

«Пионер» деректерін одан әрі талдау. Бұл аномалияны анықтау үшін алғаш пайдаланылған деректерді ғана емес, сонымен қатар соңғы уақытқа дейін ескі, қолжетімсіз компьютерлік форматтар мен жатақтарда сақталған қосымша деректерді де қамтиды. Бұл деректер 2006 жылы қалпына келтіріліп, қазіргі форматтарға ауыстырылды және қазір талдауға қолжетімді. «Жаңа Көкжиек» ғарыш кемесі Плутонға ұзақ уақыт бойы айналу арқылы тұрақтандырылады, және оны аномалияны зерттеу үшін пайдалану туралы ұсыныстар болды. «Жаңа Көкжиек»-тің «Кассини» миссиясының саяхат кезеңінен жақсы деректер алуға кедерлес болған бірдей мәселесі болатыны белгілі болды – оның RTG ғарыш кемесінің корпусына жақын орнатылған, сондықтан одан шығатын жылу сәулесі ғарыш кемесінен секіріп, оңай болжанбайтын шамадағы жүйелі итергіш күшті тудырады, бұл күш «Пионер» әсерінен үлкен немесе оған тең болуы мүмкін. Дегенмен, RTG-ден кез келген үлкен жүйелі бұрмалауларға қарамастан, аномалияның Сатурн орбитасында немесе оған жақын жерде «көрінуі» байқалуы мүмкін деп үміттенілді. Арнайы миссия да ұсынылды. Мұндай миссия Күннен 200 АЕ-ден асып, гиперболалық қашқыш орбитада жүруі керек. Егер аномалияның себебі гравитациялық болса, 20 АЕ-ге жақын астероидтарды бақылау пайдалы ақпарат береді.

Аномалияға қатысты кездесулер мен конференциялар

2004 жылы Бремен университетінде Пионер аномалиясын талқылау мақсатында кездесу өтті. Пионер аномалиясын зерттеу үшін Пионер зерттеушілер тобы құрылды және аномалияны, сондай-ақ оның пайда болу себебін анықтаудың мүмкін жолдарын талқылау үшін Швейцарияның Берн қаласындағы Халықаралық ғарыш ғылымдары институтында үш рет кездесті (2005, 2007 және 2008 жылдары).