Pioneer-anomalien

400px|thumb|right|MESSENGER's nesten symmetriske bane. Sonden kom inn mot Jordens bane (i august 2005) ved 31° nord og passerte forbi 32° sør. 

Pioneer-anomalien er et uttrykk for et avvik fra den forventede hastigheten som er målt på ubemannede romfartøyer som har blitt sendt ut i solsystemet.  

Pioneer 10 var ved siste kontakt med sonden 400 000 km ute av kurs. Pioneer 11, som befinner seg i den motsatte siden av solsystemet, 22 milliarder kilometer fra den andre sonden, mister også hastighet hurtigere enn forventet. 

Det er som om noe uforklarlig holder sonden tilbake med en styrke som svarer til en akselerasjon på aP = (8.74 ± 1.33) × 10−10 m/s².

Man vet dette fordi signalene man mottar, ikke stemmer overens med beregningene. Dette kan beregnes ut fra dopplereffekten. Bestemmelsen skjer ved at det fra Jorden sendes et signal som omgående returneres fra sonden. Ved returnering til Jorden inneholder signalet et tidspunkt som viser signalets avsendelse fra sonden. Problemet er at klokken på Jorden ikke passer med sondens ur.

Anomalien for begge Pioneer-sondene er registrert da de var mellom 20 og 70 astronomiske enheter fra Solen. Ut over dette foreligger det ikke ytterligere opplysninger, annet enn at ikke alle data er gjennomgått og at det pga. mange manøvrer underveis kan være vanskelig å klargjøre dette ytterligere.

Fordi begge sondene mister hastighet, må muligheten for eksistensen og gravitasjonspåvirkningen av uoppdagede planeter utelukkes.

 Flyby-anomalien 
Pioneer-anomalien er kun kjennetegnet ved deakselerasjon. Nært beslektet med denne er flyby-anomalien. 

Flyby brukes for å akselerere et fartøy ytterligere ved gravity assist manøvre. Dette vil si at man bruker en planets tyngdekraft for videre akselerasjon. 

Flyby-anomalien er i motsetning til Pioneer-anomalien akselererende. Førende forskere innenfor fagfeltet har oppdaget at det formentlig er en matematisk sammenheng mellom disse anomaliene og det himmellegemets rotasjon hvor manøveren foretas.http://www.newscientist.com/article/dn13411 Earth's rotation may account for wayward spacecraft (engelsk)

Følgende romsonder passerte forbi Jorden enten for å få mer fart eller for å bremse opp på deres vei til destinasjonene:

 Galileo, som besøkte Jupiter. (Hastighetsøkning ved ’infinity' 3.92±0.08 mm)
 Near på vei til asteroiden (433) Eros.(Hastighetsøkning ved ’infinity' 13.46±0.13 mm)
 Rosetta på vei ut til en komet. (Hastighetsøkning ved ’infinity' 1.82±0.05 mm)
 Cassini (se Cassini-Huygens), fløy til Saturn.
 Messenger på vei til Merkur.   

Den eneste av de fem undersøkte romsondene som oppførte seg nøyaktig som forventet, var Messenger. Messenger nærmet seg jorden utenfor 31° grader og passerte forbi utenfor 32° syd. 
Ifølge den amerikanske forskeren John Anderson hadde denne sonden den nesten perfekte symmetrien omkring ekvator, hvorved hastighetsendringen var så liten at eksistensen av anomalien ikke med sikkerhet kunne bekreftes. De fire andre romsondenes inn- og utgående bane var alle asymmetriske i forhold til deres orientering med Jordens ekvator. Near nærmet seg utenfor 20° syd og passerte forbi utenfor 72° syd. Dermed fløy den 13 millimeter per sekund hurtigere enn forventet.  

Pioneer 10 mistet i løpet av ca. 30 år i rommet 400 000 km – noe som betyr at den i gjennomsnitt gikk 400 mm/s langsommere enn forventet. Til sammenligning vinner sonder i elliptiske kretsløp (ved flyby) avstander per tid, – i samme størrelsesorden som det Pioneer-sondene tapte.

Til tross for at kreftene som påvirker sondene ved flyby er akselererende og kreftene som påvirket Pioneer-sondene er deakselererende (og dermed er motsetninger), så mener førende eksperter på området allikevel at årsaken neppe kan være den samme.

I 2011 skal romsonden Juno sendes ut i rommet, og den forventes å nå Jupiter i år 2016. Den skal kretse om Jupiter i ett år hvis alt går som planlagt, deretter forventes ferden avsluttet i 2017. En av de mange viktige oppgavene som Juno har er systematisk å måle hastighetsvariasjonen under turen. Til dette medbringer Juno et ur som er svært presist. 
Ut over dette tar også Juno med et trianguleringsutstyr (utviklet av DTU), som også i høy grad forventes å kunne medvirke til å innsnevre årsaksproblemstillingen med tanke på disse merkelige anomalienes mysterium.

 Mulige hypotetiske årsakssammenheng 
Den uforklarlig akselerasjon aP er en konstant blåforskyvning, og dermed uavhengig av avstanden fra solen, og synes å være lik lysets hastighet c ganger H0 (Hubbles konstant). Dette har blitt tolket som akselerasjonen vil bli gitt av en kosmologisk kontekst av noe slag. Det har vært mange spekulasjoner til mulige årsaker. Noen av disse inkluderer:

Uventet, men i prinsippet, kjent faktorer
 lekkasjer (helium) fra romsondene – hyppigheten av gjentatte hastighetsavvik gjør denne hypotesen svært usannsynlig.
 observasjonsfeil, herunder feil i programvare eller i beregninger eller feil i statisk / tilnærmelse eller avstandsbedømmelse  – dette er nøye gjennomgått og ingen tenkelige feil er blitt påvist. 
 gravitasjonskrefter fra uidentifiserte objekter – ingen objektive fakta foreligger. 
 motstand fra solvind, kosmisk stråling, støv – en utilstrekkelig faktor.
 feil i klokkene om bord – klokkene har vært av forskjellige fabrikater, men hypotesen er meget usannsynlig.
 elektrisk ladning av sondene

Ny fysikk
 en modifikasjon av gravitasjonsloven Mond
 avvik i avstandskvadratloven (tyngdeakselerasjonsloven)
 at romsondenes bevegelse påvirker den effektive verdien av G
 aethereal gravitasjon theory (AGT)
 scale expanding cosmos theory (SEC). Masreliez' teoretiske analyser gir akkurat den linken, Masreliez C. J.; The Pioneer Anomaly – A cosmological explanation. (2005) Ap&SS, v. 299, no. 1, sid. 83-108
 clock acceleration theory
 avvik i relativitetsteorien

 Referanser 

 Eksterne lenker 
 Mystisk kraft får romsonder til å endre hastighet (dansk)
 Hullet i Newtons lov (dansk)
 Utsendelse DR omkring Juno – Mystikk med tyngdekraften (dansk)
 The Study of the Pioneer-anomaly: New Data and Objectives for New Investigation by Turyshev at the JPL et al. (engelsk)

Kategori:Himmelmekanikk
Kategori:Astrodynamikk
Kategori:Artikler i astronomiprosjektet