【天文】30年来の謎「パイオニア・アノマリー」の原因がついに判明か[07/27]

☆30年来の謎、パイオニア・アノマリーの原因がついに判明か☆

【2011年7月27日 アメリカ惑星協会】
1980年代に発覚した、NASAの探査機「パイオニア10号、11号」の謎の減速現象「パイオニア・アノマリー」の原因は、
原子力電池の熱によるものということになりそうだ。
過去のデータの掘り起こしとシミュレーションを組み合わせることにより判明した。

太陽系の外惑星である木星や土星の探査を目的として打ち上げられた探査機「パイオニア10号、11号」は
既に運用を終了しているが、未だ解決されていなかった謎を残していた。
この謎はパイオニア・アノマリーと呼ばれる現象で、非常にわずかではあるが、予想よりも太陽側に加速
（つまり外向きに飛んでいる探査機にとっては減速）していることを指す。

減速といっても非常に小さなものであり、地球の重力加速度の約100億分の1しかなく、
1年かかってやっと400kmの誤差が生じるものである。

1980年にJohn Anderson氏によって、このパイオニア・アノマリーが発見された。原因を探るべく、
未知の重力天体や未知の重力理論の兆候、ダークマターやダークエネルギーの影響など、
様々な案が検討されたが、これまでその原因ははっきりとはわかっていなかった。

そこでSalva Torshev氏らの研究チームは、様々な支援を受けながら、これまで埋もれていたデータを復旧させ、
データ解析とシミュレーションを行った。問題が発覚した当初は、この加速の度合いは時間と共に変化していなかったため
外部要因が考えられていたが、今回復旧させたデータを見ると時間と共にこの加速の度合いが小さくなっていることがわかり、
探査機内部に原因がある可能性が高くなった。このため、電力周りからの放射や、探査機のどこかからのガス漏れが、
パイオニア・アノマリーの原因として疑われていた。

パイオニアをはじめ、木星よりも遠い天体を探査する探査機はプルトニウムを利用した
原子力電池が電力源となっている。原子力電池はこのプルトニウムの崩壊熱を利用して発電しているが、
この熱が地球と通信するためのアンテナの裏側に当たることによって、探査機を太陽の方向に「押して」いることがわかった。

また、探査機の内部で発生した熱は本体からどの方向にも均等に放熱するように設計されているが、
シミュレーションの結果、ごくわずかだが、パイオニア・アノマリーを説明できる方向に放熱具合が
偏っていることがわかった。

これらの原因はこれまでも疑われていたが、今回の精密な検証によってパイオニア・アノマリーの
原因である可能性が高くなったということだ。

今回の発見は、物理の何か新しい発見というわけではない。しかし、宇宙空間での精密な航行ナビゲーションや
重力波探査、基本的な物理法則の検証など精密な測定が必要とされる際に、重要な視点を与えてくれたと言えそうだ。

▽参照
アメリカ惑星協会： Planetary Society Statement on the Pioneer Anomaly
http://www.planetary.org/blog/article/00003115/
Physical Review Letters： Support for temporally varying behavior of the Pioneer anomaly from the extended Pioneer 10 and 11 Doppler data sets
http://arxiv.org/abs/1107.2886（英語論文）
▽関連リンク
アメリカ惑星協会： http://www.planetary.org/home/
NASA： http://www.nasa.gov/
「パイオニア」ミッションページ：　http://www.nasa.gov/centers/ames/missions/archive/pioneer.html

▽ソース：AstroArts
http://www.astroarts.co.jp/news/2011/07/27pioneer/index-j.shtml

華麗に優雅に2ゲット

意図的に偏らせれば微量だけど推進に使えるのか？

>>3
他のあらゆる推力が尽きた後で初めて判る推力ってことは、

ほかのあらゆる推力のほうが、圧倒的に高性能（高推力）なんじゃねえの？

面白い

熱が推進力になるのか
オモシロ

すげーーーーーー見事にナゾが解けたな

原理としては光子ロケットで推力を得るのと一緒
この場合使われる光子は赤外線のソレだけど

未知の力が働いていた訳でもなかったって事でちょっと残念

既知の物理法則で説明できてよかった。
放熱の偏りが一番有力視されていたけど、
説明つかなければ新たな物理法則考えなきゃなとか言ってたからな。

>>3
理論的にはそう。
ただパイオニアなどは放射による運動ベクトルを完全に制御できない、
と言う設計思想で、放射を前後均等にするようにしたんじゃないかな。
それで地球の100億分の1も加速度ついて、1年で400kmも誤差が生じてる。
放熱の不均等を利用してそのベクトルが狂ってたら、どんだけ誤差が生じるか。
新たにつくるとしても、やっぱり極力重心と偏らないようにするんじゃないだろか。

つまらないオチだったな。

へえそうだったのか

こんなこともあろうかと、原子力電池の熱で軌道修正できるように設計しておいた

>>9
ちょっと伺いますけど
電磁波の輻射量が太陽と反対の側で多いから
太陽の方向に推力が発生したという単純なことですか？

良かった。太陽系から人類は出れないのかと思った

自分から発生したものを自分に当てて加速する？　え？

プルトニウムですか・・・

>>5
おまえはスポックかw

｢はやぶさ｣はイオンを噴射してで飛んでたからなぁ

原子力電池の熱もありだわな

>>13
うん。
>>1が正しければ、ね。

何にせよ、解明されるのは良い事。

>>19
どうもありがとうございました
「空飛ぶ？輻射計」を地でいってるわけですね

この解明は今後応用できるかも
研究も加速されればいいね

なんだかヨットの上で屁をこいたら帆に当たってヨットが進んだような話だなあ

>>23
ほんのちょっと違うかな。
前後に向かって2人がオナラしてて、片方のオナラが帆で止められてる感じ。

例のまだ解けない謎みたいな本に取り上げられていたんで知っていた人も多いだろうな。
物理法則の敗れかみたいな取り上げ方でホンマかいなと思っておったが、ま、こんなもん
だろうな。

>>15
違う。各方向に均等に放射されるべき熱が一箇所さえぎられていたせいで
その方向への推進力がなくなった。

この程度読み取れない学力の奴は、今時土方くらいしか職が見つからないよ。

>>26
ちょっと訂正

その方向への推進力がなくなった。⇒その方向と反対側への推進力がなくなった。

興味深い
が、ちょっとだけがっかり

こういうのを聞くと、改めて物理学者は天才じゃなければなれないんだなと思う

減速なんてしてないよ。
宇宙では重力の増減で距離と時間に差が生じるの。
それくらい研究者を語るなら最初に悟ってくれ…
基本だよ。
似非研究者には理解出来ないだろうが…

熱ってことは赤外線かね。
赤外線の光子力で減速してたってことか。

光子力エンジンという夢物語も、
不可能というわけではないんだな。

強力な光源で、ハヤブサのイオンエンジン
みたいに加減速できないもんかね。

イオンエンジンはイオン源になるキセノンが必要だが
光子力エンジンはイオン源がいらないよね。

ゲロ ゲ〜ロ

　　　　　　　　　↑　　　　　　（
　　　　　←←　■　→　　　（　　　　　　　　　　　　　　　　○太陽
　　　　　　　　　↓　　　　　　（

単純に輻射が多い方と反対方向へ推力が働くならわかるけど、
電池がアンテナの後ろにあるなら、放物面が反対向きだから、
太陽方向へ推力得ることはないんじゃないの？

>>33
アンテナに当たって、太陽方向に推力得るんじゃないか？
その図なら。

強力な紫外線源で光子エンジン作ったら推力どの位出るかな？

>>34
放物面が裏返しだから推力は拡散するんじゃないの？
アンテナの後ろでしょ？

>>26
元記事書いた奴に言えば？

>>36
真後ろに反射するのが一番いいのは事実だが、
全体的に外側に行けば、推力は太陽方向に行かないか？

面の形はほとんど関係ない。
どっちの方向にどれだけの立体角の陰を作るかだけ

>>38
でも電池本体から放射してるんだから、太陽方向にある探査機本体の遮蔽物に当たって、太陽方向の推力が起きても
電池本体のその反対方向の推力で相殺されるんじゃないの？
結局、遮蔽物がない、太陽と反対方向へ放出した分の推力しか得られないんじゃないの？

地球フライバイ・アノマリーのほうはどうなったん

なんだ立花さんの話じゃないのか

モンスターから逃げてると思ってたら、自分の影だった、みたいな。
犬が、モフモフした小動物を追いかけてると思ってたら、自分の尻尾だった、みたいな

原子力電池ってすごいな

(ということにしておこう)

>>1
思い通りに動いて止まり、ピンポイントで攻撃できるMSと
そのパイロットがいかに凄いのかよく分かりました

幽霊の正体見たり枯れ尾花？

てことは、将来のいつかパイオニアは太陽に戻ってくるの？

>>47
まぁロマンを打ち消すのもまた科学の功績ということで…

>>31
ソーラーセイル
イカロスで実証する前にはやぶさが想定外の実証実験しちゃった奴

熱＝赤外線＝光
アンテナに光が当たって移動＝光子ロケットだな

こんなモノの不具合の原因さえ判明する国

目で見える大事故の原因さえ隠せると考えてる国

パイオニアが地球に帰りたいと願う気持ちがその正体だ。

>>53
間違いない

>>53
帰りたいというより、行きたくないんじゃないかなぁ？

地球内部のマグマの偏りがあれば地球も減速(別方向への加速)をしてるということになるのかな。

これは、一つの仮説なんで、決定というわけではないだろ。
確実なのは、重力を測るためだけの衛星を打ち上げることだよ。

>>56
不均一な熱放射で軌道へ影響出るのは10kmくらいのサイズまでらしいよ

俺が毎朝だんだん会社に行く速度が遅くなるのは
これが原因だったのか。

韓国国営放送である犬HKを解約する方法
http://www.youtube.com/watch?v=YP5YoQbMx9g&feature=related
ただし一般郵便だと無視される可能性があります。
とぼけられないように一般書留＋配達証明＝７７０円で郵送したほうが確実です。。

私の場合、３日程で、地域担当者から電話がかかってきました。
相手の役職と氏名を確認して、『一応、トラブル防止のために録音しときますね』と告げました。
そのためか、一通り確認すると15分ほどで解約に応じました。
『家の中を確認しないと解約できない』とか、『未払い分があると解約に応じない』とかでゴネることはなかったです。
『NHK　解約』でネタを仕込み、いろいろと突っ込んでやろうと構えていたのですが、空振りでした。
本当はネチネチと遊びたかったのですが残念です。
と、まあ、割と簡単な作業ですので、テレビが視聴出来ない方ｗ、ぜひお勧めします。

長い事謎に包まれていた現象が既知の理論で説明されるとなんかガッカリするな…

おいおい、俺の考えたニュートンを超える理論の構築を無駄にする気か。

>>31
でも、推進剤が有る場合は、E=1/2mv^2, p = mv だから、p = 2E/v に対して、
光子推進だと、E = pc だから、p = E/c で、エネルギー効率が悪い。

推進剤は、燃料の燃えカスだから、捨ててしまっても構わないし。

つまんねーな。未知の物理現象とか未知の天体の影響を期待してたのに

でもこれって

検証のしようがないからな

実際に機体を回収して解析できないからね
仮説でしかない

ZONEじゃよくある事さ

>>18
はやぶさは打つ手なくなったら、太陽光をソーラーパネルで受け止めて
世界初のソーラーセイルまでやりやがったからなｗ

>>65
同一の機体作れば地上でも検証できるよ。
別に言った者勝ちの話じゃないよ。

>>67
地球にアンテナ向けるための姿勢制御だけどな。

イカロスのおかげだな

パイオニア・アノマロカリス

謎の減速をしてるって話を知った時は怖かった
人類が察知できていない、とてつもないことが太陽系外縁部で起きているに違いないと思ってた
原因が分かってほっとしたよ

>>29
意味が分からん。
今回のニュースとか堅実な調査と努力の賜物
という印象はあるが、天才的発想とは無縁のような希ガス

赤外線の反動っていっても、光って質量ないんじゃなかったっけ。
というのは素人の考えらしいが、ちらっとしらべたがよくわからん。

光子は質量なくとも運動量はある

十分に高エネルギーな光の束は重力源にもなり得る。

すげぇｗ

ボイジャー・アノマリーはないのかね

>>74
光は質量はないけど、ものすごい集まると、
鉄をヘリウムと中性子に分解するほどのパワーがあるよ

Fe + γ → 13 He4 + 4n - 124.4 MeV
とか笑える。

太陽光程度でも衛星の姿勢制御出来るなら強力な紫外線源使ったらそれなりの反動力あるんじゃないか？

謎が解けて夢も溶けたな

ブートストラップみたいなもん？

のび太が眼鏡で太陽光を集めて恐竜を焼いてたなあ

人騒がせなプルト君

すると地球の自転も原発の熱で押されているわけだな

ソーラーセールの後ろに電気を灯せば太陽がなくても加速できるんだね

N　H　K　解　約　祭　り　！！　絶　賛　開　催　中　！！
http://www.youtube.com/watch?v=r1MNE8J1gNA&feature=related

実行するに当たって重要ポイント
◎『NHK　解約』　で　検　索　！！、十分に理論武装する。
◎無視できないように、一般書留＋配達証明＝７７０円で送る。
◎電話がかかってくるので、必ず録音してることを告げる。
◎NHK職員が家の中を確認する法的根拠はない、ごり押しされたら、その根拠を文書で出すことを要求する。
◎未払い分があると契約解除できないと言ってくるが、未払いと契約解除は全く別問題。未払い分は後から払うで問題無し。
◎とにかく強気で対応する。

光って質量無いの？
無いのにＢＨに捕まったりすんの？

質量はないけど重力で進行方向を歪められる
（空間そのものが歪むんだから当たり前）
ＢＨ内はゆがみが極大になるから堂々巡りするだけで
そこから逃げ出せなくなる

地球フライバイアノマリーの方はどうなのん？

>>50
イカロスやってたからはやぶさに応用できたんだろう。

熱の放射だから赤外線かな。
光子力推進て事になるのかな？

つまり質量0でも自由落下するってこと？
おもしろいな

自由落下とは違うよ　加速度つかないんだから
ブラックホールの重力で囚われの身となりつつ光速で進むだけ

スレ立ておせーよ
マーシの記事の直後に立てろよ
カガクニュース隊の中の人に採り上げられるのが目標なんだからよ
まあ過去数度レスは紹介してもらってるがな

光が重力によって曲がるのは、それこそ重力によって空間が歪んでるからだよ。

パイオニア10号＆11号の原子力電池はアンテナの横方向に本体から離れて配置されてるのに、
アンテナにあたって減速って言われても、よくわからんな。


>>67
世界初じゃねーよ、何ではやぶさ房はあらゆる実績を「はやぶさ」が世界初だと思い込むかね。
>>78
ボイジャーは姿勢制御のために定期的にガスジェット噴射してたから、その影響で微妙な加減速は確認不能だそうだ。

ソーラーセイルで太陽光程度の光でも面積があれば反動力が生まれる
高輝度LEDは面積当りの光度はソーラーセイルの比ではない
という事は短波長高輝度LEDをぎっしり並べたLEDアレイを作れば無重力空間中では十分な力を生む
するとLED光子エンジンも衛星の姿勢制御には使える

>>98
減速のツボは、アンテナに当たることじゃなくて、アンテナのある方向には推力が働かないって点。

>>100
パラボラ背面での反射なら
太陽方向の推力が説明できそうなのに

反射でなく吸収なんじゃね

吸収した熱が、等方的に放射されるのなら、まだ102の言い分には意味があるけどね・・・。

反射でいいとおもうよ。

>>15
もしかしたら宇宙人が地球に来れない原因になるかも知れなかったのか

アンカミスった、>>14だった

だから言ってるじゃん…
宇宙は同じ時間を共有しないって…
アホほど研究費をつぎ込んでこんな幼稚園でも分かるような事もわからんの？
何が　原子力電池の熱によるも　だ…アホか…
そりゃシャトル計画もつぶされるわ…

>>106
一度病院に行った方がいい
精神科だぞ、間違えんなよ

【宇宙】1977年打ち上げ　無人探査機「ボイジャー1号」、まもなく太陽系外へ　人類史上初
http://raicho.2ch.net/test/read.cgi/newsplus/1313032546/l50

ちりも積もれば山となるってことか。ほぼ真空で抵抗が非常に少ない空間ならではってことか

>>107
「宇宙は同じ時間を共有しない」は正しいぞ。
絶対時間は存在しないからな。

じゃ、セシウム原子時計で出されている標準時の物理学的な意味って何？

地球上というか惑星軌道上で、もっとも精度が良い時計の存在としでいいだろう。
光で何年以上もかかる遠方の時間なんて地球にはなんの意味もない。星が爆発しそうだという
兆候はわかっても正確にわかるわけでもない。地球上で最も正確ということでいい。あったま硬いんじゃね？

>>110
だな

>>111
固有時

>>111
その時計が占める空間の一点における時間の経過
それ以上でも以下でもない

時間の最小の空間的広がりは、セシウム原子の大きさを単位としている？

は？

崩壊熱の輻射でさえ推進力になるというのにお前らときたら……

08/28(日)　後04:00 >> 後04:57 　ＮＨＫ総合「地上波」←（ここ重要）
コズミック　フロント〜発見！驚異の大宇宙〜 　「迫りくる太陽の異変」

宇宙関連の番組情報スレ
http://hato.2ch.net/test/read.cgi/galileo/1299476358/l50

原因が何にせよ、このまま減速が続くのは明らかで、このままでは地球に逆戻りしてしまう。
さてどうするNASA

この熱を特定の方向に放出すれば、推進に使えるわけだ？

>>120
原因は原子力電池の崩壊熱なわけで、完全に0になるには時間が掛かるかも知れんが、
電池の余熱に探査機を逆転させるほどの出力が無いのは明白。

>>111
「各種の物理単位を定義できる」ってことじゃないか？

彗星帝国かゴラスか何かがやって来る予兆だと思ってたのにw

どのマリー？

>>1
ひぇ、赤外線輻射の反動かよ。
NASAははやぶさ、イカロスより前にソーラーセイルをやってましたと言いそうだ(^^;)

>>125
五番街

>>126
太陽輻射圧の主推進利用は明白にIKAROSが世界初だが
太陽輻射圧の姿勢制御利用は別にはやぶさが初めてじゃないよ
あれは設計上想定されていないのにやったという点で特異ではあるけどね
惑星探査機ではマリナー2号、4号、10号、メッセンジャーで使われているし
静止衛星ではInsatをはじめとしてGOES、GSAT、きく6号、MTSATなどの例がある

>>128
いや、ボイジャーもはやぶさも姿勢制御じゃないから。回転だけではない加速(減速含む)だし。
トラブル後の姿勢制御の前に、小惑星着陸時に光圧考慮推進してたはず。
こっちは想定しつつやってたはず。

まあ、実際には光圧がわかるような精密位置測定をやったかどうかの違いだろうけどｗ
はやぶさの着陸の場合は、イトカワという重力が極めて弱い場所に着陸するから表面化した。

しかもパイオニアは、超しょぼいながら、夢の原子力推進光子ロケットだ。
まさか人類初の光子ロケットがこんなのとは思っても見なかったがｗ

>>129
着陸時の位置制御における太陽輻射圧はあくまで外乱という位置づけであって積極利用してたわけじゃない

そもそも、「光圧を利用するor利用しない」を意図的に切り替えられる訳が無い。
すべての人工衛星/惑星に光圧は働いている。

>>132
輻射圧の影響を免れることができないのは確かだがそれと利用するかしないかはまた別の問題でしょう

意図的に利用した最初の機体は金星探査機マリナー2号で、はやぶさでは無いって事で。

>>131
http://www.muses-c.isas.ac.jp/j/index_26.html
重力の10倍ある光圧で、他の推進手段を使わずに接近に利用しているよ。
あまりに特殊なケースで、こういうのはどっちにも言えるからどうでもいいけど。

とにかく、意図せずとはいえ、自力光子推進したパイオニアはすげーといっていいｗ

>>1 はまだ納得できないな

パイオニア・アノマリーは説明できたとしても、
双曲線軌道のときにおきるとされる似た現象のフライバイ・アノマリー
ttp://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E7%90%83%E3%83%95%E3%83%A9%E3%82%A4%E3%83%90%E3%82%A4%E3%83%BB%E3%82%A2%E3%83%8E%E3%83%9E%E3%83%AA%E3%83%BC
はどう説明する？
NEAR、ロゼッタは太陽電池駆動であって、
RTG(原子力電池)は積んでないようだがアノマリーは起きるようだ。

原文読んでないからなんともいないけども、
>今回復旧させたデータを見ると時間と共にこの加速の度合いが小さくなっていることがわかり、
>探査機内部に原因がある可能性が高くなった。
ってのは飛躍しすぎじゃねぇの。太陽からの距離の関数かもしれないだろ。
それとも時間に対してリニアだったのか？

MONDは無いにしても、アンルー効果の方がまだ分かる。

アンルーがどうのこうのなんてトンでももいいところ

やっぱり宇宙はエーテルに満ちているんだ。

>>137
まぁな。
フライバイアノマリーの方は、地球赤道面と探査機進入方向との角度に相関してるとあるな。
パイオニアとは別の現象なのかそれとも根本は一緒なのか、よーわからん。
探査機の形状もRTGの有無もパドルの有無もみんなばらばら。
共通点は双曲線軌道ぐらいかね。

>>135
勘違いしてるんじゃない？
パイオニアは減速してるんだよ。

>>89
光に質量は無いが、なぜか運動量はある。
その反発で減速してるわけ。

>>140
減速(スカラー量として）も加速(ベクトル量として)の一形態だよ。
減速の理由が何かの抵抗ならともかく、放射による推進力と考えられるなら
それは立派な推進だよ。
>>135のページにしても、「太陽光で減速」してるフェーズがあるわけだし、

アノマリって、TMA?

>>143
http://ejje.weblio.jp/content/anomaly
TMAは、ティコマグネティックアノマリーな。ティコクレーターでの磁気異常（を起こす物体）。

パイオニア・アノマリーのことだな。原子力電池の熱の放射方向が減速する向きに偏ったということ。