正在太陽系邊緣飛行的先驅者飛船異常降速之謎 _先驅者

【正在太陽系邊緣飛行的先驅者飛船異常降速之謎】藝術示意圖：先驅者號飛船正飛向太陽系的邊緣

根據著名天文學家卡爾·薩根的建議，先驅者10號和11號上都攜帶了由薩根親自設計的一個小小金屬銘牌，上面標明了它們出發的時間和地點，這是考慮到當它們飛出太陽系，在茫茫宇宙中飛行時，有朝一日可能遭遇其他外星文明的飛船。根據它們設定的航向，先驅者10號飛船正向著金牛座畢宿五飛行，如果一切順利，它將在大約200萬年后抵達那里

1973年12月4日，科學家們一片歡騰：隨著先驅者10號飛船高速接近木星，它發回的圖像上木星顯得越來越大，越來越清晰。PICS（先驅者圖像轉換系統）開始工作，它的屏幕上先是顯示出一個點，隨后點越來越多，圖像開始顯現，是一輪彎月般的木星。科學家們歡呼起來，稱它是“木星日出” 。隨后，當探測器逐漸遠離木星時，它發回的圖像上的木星又逐漸縮小，漸漸消失
據物理學家組織網站報道，美國宇航局的工程師們很早之前便注意到一個奇怪的現象，該局30多年前發射升空，目前正在太陽系邊緣飛行的先驅者-10號和11號飛船的飛行速度出現了異常的降低，這一反常現象被稱作“先驅者異常” 。對此很多學者都感到困惑不解。不過最近，有科學家發表了一篇論文，指出這樣的速度異常是由于飛船上設備運行以及溫差電機產生的細微但可探測到的熱輻射引起的。這項研究結果被發表在6月12日出版的《物理評論快報》上。
該論文的第一作者，美國宇航局噴氣推進實驗室的斯拉瓦·特里謝夫(Slava Turyshev)說：“這就像是你開著你的車，你的車前燈射出的光子正在將你的車向后推。這樣的力量非常微弱。”先驅者10號和11號分別于1972年和1973年發射升空，它們目前正向著太陽系的邊緣飛行。在1980年代早期，地面工程師們便注意到這兩艘飛船的飛行速度出現了異常的降低，當時這兩艘飛船正逐漸接近土星軌道。但是當時沒有人引起重視，他們猜想這可能是因為在地面控制中心命令飛船發動機關機之后仍有少量燃料滯留燃料管路的緣故。
到了1998年，此時兩艘飛船仍在繼續向著外空飛行，它們距離太陽已超過80億英里(約合130億公里) 。此時，一個由噴氣推進實驗室的約翰·安德森(John Anderson)領導的小組終于意識到，飛船的減速是確實發生的，并且估算出其減速的速率約為300英寸/天平方(約合0.9納米/秒平方) 。他們當時認為這可能暗示了一種新的物理機制，可能顛覆愛因斯坦的廣義相對論。在2004年，特里謝夫決定將儲存在全美各地的數據收集起來并再次進行分析，看看是否可以從中找出發生這一反常現象背后隱藏的真正原因。與此同時，他和同事們也正在構思設計一個空間物理學實驗項目來驗證對這一異常效應的解釋，而現在他決心首先全力從先驅者飛船的現有數據著手突破這一謎團。
他和同事們首先要尋找的是多普勒數據以及遙測數據，前者是飛船發回地球的通訊數據，后者則是飛船發回地球的自身狀態報告。當這兩艘先驅者飛船升空時，這些數據還是用打孔卡片紀錄的。然而特里謝夫和同事們仍然成功地從宇航局噴氣推進實驗室的控制計算機內拷貝到了電子化的數據文檔，這些計算機中的電子化數據文檔是在70年代后用來操控先驅者飛船在太空的飛行的。他們同時還發現了十幾個盒子的磁帶，這些盒子被存放在噴氣推進實驗室的一座樓梯下面；他們還從宇航局戈達德空間飛行中心維護的國家空間科學數據中心(NSSDC)獲得了其它數據文檔，并與宇航局埃姆斯研究中心的同事們合作修復了一部分他們保存的磁帶。最終他們小組收集到了超過43GB的數據。這一數據量盡管從現在的眼光來看似乎并不多，但是如果放到1970年代的環境下就是非常驚人的數據量了。他甚至還成功地修復了一個原本準備丟掉的老式磁帶機，這樣他就能用來讀取那些年代久遠的磁帶。
特里謝夫和同事們的努力完全是出于自己的個人興趣和對先驅者項目的深厚感情，他們的工作也得到了人們的支持。美國行星學會向自己的會員們發出邀請，呼吁會員們幫助他們進行數據恢復工作。隨后美國宇航局也撥款對他們的工作提供資金支持。在這一過程中，一位加拿大程序員維克多·托斯(Viktor Toth)聯系到了特里謝夫，因為他聽說了他們所作的努力。他幫助特里謝夫編寫了一個程序，專門用來讀取遙測數據磁帶并進行老舊數據的清理工作。
他們注意到，之所以會在先驅者號探測器上發生這樣的情況，而在其他探測器上卻沒有發生，其中的原因是這兩艘飛船的制造方式。舉例來說，同樣發射于70年代，同樣飛向太陽系邊緣的旅行者號飛船對于自身的熱輻射就沒有先驅者號那么敏感，因為它的推進器使它保持三軸穩定，而先驅者號采用的則是自旋穩定模式。有了所有這些最新數據，特里謝夫和他的同事們得以計算出先驅者號飛船的供電系統所產生的熱輸出，以及其電源裝置中钚的放射性衰變情況，這樣的計算結果及其引發的輻射效應恰好和觀測減速值相符合。特里謝夫說：“這個故事該畫上一個句號了，標準物理理論被證明是正確的。”他說：“當然沒能發現一個新的理論似乎沒有那么讓人興奮，不過我們確實解開了這個謎團。”
先驅者10號和11號探測器由美國宇航局埃姆斯研究中心負責管理。先驅者10號的最后一次信號是在2003年1月份收到的。先驅者11號的最后一次信號則是在1995年11月份收到的。

新浪科技(晨風)